JP5849665B2 - Power storage system - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電池セルを直並列に接続してモジュール筐体に収納して電池モジュールを形成し、該電池モジュールを複数接続して構成してなる蓄電システムについて絶縁を図るための蓄電システムに関するものである。 The present invention relates to a power storage system for insulating a power storage system in which a plurality of battery cells are connected in series and stored in a module housing to form a battery module, and the plurality of battery modules are connected. it relates to the arm.

家庭用や車両用等の蓄電システムのような高い電圧と大きな電気容量が必要とされる蓄電システムは、多数の二次電池を使用する必要がある。   A power storage system that requires a high voltage and a large electric capacity, such as a power storage system for home use or vehicle use, needs to use a large number of secondary batteries.

そのため、上記のような蓄電システムを構築する場合は、一般に、所定の数の二次電池の電池セルを直並列に接続して１つのモジュール筐体に収納することで、或る一定の電気容量と電圧を有する大きな電池のように一体に取り扱うことが可能な電池モジュールを形成し、この電池モジュールを、必要に応じて更に直列、並列に接続することで、蓄電システムに必要とされる電圧と電気容量を得るようにしている（たとえば、特許文献１参照）。   Therefore, in the case of constructing the power storage system as described above, in general, a certain number of secondary battery cells are connected in series and parallel and housed in one module housing, thereby providing a certain electric capacity. And a battery module that can be handled as a single unit like a large battery having a voltage, and by connecting this battery module in series or in parallel, if necessary, the voltage required for the power storage system Electric capacity is obtained (see, for example, Patent Document 1).

ところで、上記電池セルは、通常、正極と負極以外は絶縁性を備えたＰＥＴ等の樹脂フィルムで被覆されているが、この樹脂フィルムにピンホールが生じている虞があるため、上記のような蓄電システムでは、電池モジュールにおけるモジュール筐体の内部に収納された各電池セルと、モジュール筐体との間で絶縁を図る必要がある。   By the way, although the said battery cell is normally coat | covered with resin films, such as PET with insulation, except a positive electrode and a negative electrode, since there exists a possibility that the pinhole may have arisen in this resin film, In the power storage system, it is necessary to provide insulation between each battery cell housed in the module housing of the battery module and the module housing.

そのために、従来は、上記モジュール筐体を絶縁材である樹脂製とすることにより、上記各電池セルとモジュール筐体との間で絶縁耐圧を確保させるようにすることが一般的に行われている。   For this reason, conventionally, it has been generally performed to ensure a dielectric strength voltage between each battery cell and the module casing by making the module casing made of resin as an insulating material. Yes.

又、複数の電池モジュールを接続して１つの蓄電システムを構築する場合は、該複数の電池モジュールを、ラックに組み付けて固定することが多く行われている。   Further, when one battery system is constructed by connecting a plurality of battery modules, the plurality of battery modules are often assembled and fixed to a rack.

特許第４１０３４８８号公報Japanese Patent No. 4103488

ところが、上記樹脂製のモジュール筐体は、強度や耐荷重を大きくすることが難しい。すなわち、樹脂製のモジュール筐体は、金属製の筐体のように強度や耐荷重を容易に高めることができないという問題がある。   However, it is difficult to increase the strength and load resistance of the resin module housing. That is, the resin module housing has a problem that the strength and load resistance cannot be easily increased unlike the metal housing.

そのため、上記樹脂製のモジュール筐体は、内部に収納可能な電池セルの重量が制限されてしまい、１つの電池モジュールに装備可能な電池セルの数が制約を受ける。したがって、上記樹脂製のモジュール筐体を備えた従来の電池モジュールは、大容量化を図ることが難しいという問題がある。   For this reason, the resin module housing limits the weight of battery cells that can be accommodated therein, and the number of battery cells that can be installed in one battery module is limited. Therefore, the conventional battery module provided with the resin module housing has a problem that it is difficult to increase the capacity.

そこで、電池モジュールにおけるモジュール筐体を金属製の筐体とすることが考えられる。しかし、この場合は、該金属製の筐体と、その内部に収納する電池セルとの間の絶縁を確実に図る必要が生じる。   Therefore, it is conceivable that the module housing in the battery module is a metal housing. However, in this case, it is necessary to ensure insulation between the metal casing and the battery cell housed therein.

更に、電池モジュールの大容量化を図る場合は、モジュール筐体に収納する電池セルの数の増加に伴って、電池モジュール自体の重量が増大する。   Further, when the capacity of the battery module is increased, the weight of the battery module itself increases as the number of battery cells stored in the module housing increases.

そのため、蓄電システムを構築するためには、複数の電池モジュールを組み付けるラックのフレームも金属製として強度を高める必要があり、上記したように電池モジュールのモジュール筐体を金属製とする場合は、該金属製のラックフレームとの間でも絶縁を図ることが望まれる。   Therefore, in order to construct a power storage system, it is necessary to increase the strength of the rack frame in which a plurality of battery modules are assembled by using metal, and when the module housing of the battery module is made of metal as described above, It is desirable to insulate the metal rack frame.

そこで、本発明は、電池モジュールのモジュール筐体を金属製としても、該金属製のモジュール筐体と、内部に収納する電池セルとの間の絶縁を確実に図ることができる蓄電システムを提供しようとするものである。 The present invention also provides a module housing of the battery module as a metal, and said metallic module housing, a power storage system that can be reliably insulation between the battery cells housed in It is something to try.

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、複数の電池モジュールと、該複数の電池モジュールを組み付けて蓄電システムを構成するラックと、を備え、上記各電池モジュールは、金属製のモジュール筐体と、上記モジュール筐体の内側に配置したモジュール内絶縁装置と、を備え、上記ラックは、上記電池モジュールとの間にモジュール外絶縁装置を装備し、上記モジュール内絶縁装置は、上記モジュール筐体の各壁面の内側に取り付けた絶縁材製の絶縁プレートと、複数の電池挿入孔を備えると共に、該各電池挿入孔に電池セルを挿入して保持できるようにした絶縁材製の支持プレートとを備え、且つ上記支持プレートの複数の電池挿入孔に挿入配置された電池セルを、正極側ブスバと負極側ブスバで並列接続すると共に、隣接する正極側ブスバと負極側ブスバが接するよう複数配列して上記モジュール筐体内に収納し、上記各支持プレートを、上記絶縁プレートの内側に固定してなる構成とした蓄電システムとする。 The present invention, in order to solve the above problems, in correspondence to claim 1, comprising: a battery module multiple, and the rack constituting the charge reservoir system by assembling the battery module of the plurality, and each cell The module includes a metal module housing and an in-module insulating device disposed inside the module housing. The rack includes an outside module insulating device between the battery module and the module. The inner insulating device includes an insulating plate made of an insulating material attached to the inside of each wall surface of the module housing and a plurality of battery insertion holes, and can be inserted and held in each battery insertion hole. and comprising an insulating material made of a support plate, and a plurality of battery insertion hole to insert arranged battery cells of the support plate, when connected in parallel the positive side bus bar and the negative electrode side bus bar co , A plurality arranged such that adjacent positive electrode side bus bars and the negative electrode side bus bar is in contact housed in said module housing, each of the above support plate, and a power storage system that was fixed to become a configuration inside said insulation plate.

更に、上記構成において、モジュール筐体の壁面の外側から該モジュール筐体内に配置された各支持プレートを固定するためのボルトにより、該壁面の内側に配置されている絶縁プレートを共締めするようにした構成とする。   Further, in the above configuration, the insulating plate disposed inside the wall surface is fastened together with a bolt for fixing each support plate disposed in the module housing from the outside of the wall surface of the module housing. The configuration is as follows.

更に又、上記各構成において、ラックは、電池モジュールのモジュール筐体を格納するための複数のモジュール収納区画を備え、モジュール外絶縁装置は、上記各モジュール収納区画に差し込まれるモジュール筐体の各コーナ部を支持するために上記各モジュール収納区画の四隅部に備えるレールの内側に、上記モジュール筐体の対応するコーナ部を受けると共に、該各コーナ部をモジュール差し込み方向へ滑らせるための絶縁材製の絶縁ライナー部材を取り付けた構成とする。 Furthermore, in the above configuration, the rack comprises a plurality of modules storage compartment for storing the module housing of the battery module, the module out of the insulation system, makes the chromophore at the distal end Joule housing inserted into the respective module housing ku picture inside the rail provided at the four corners of the respective module receiving section in order to support each corner of the, along with receiving the corresponding corner of the module housing, to slide the respective corner portions to the module insertion direction The insulating liner member made of the insulating material is attached .

本発明の蓄電システムによれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）複数の電池モジュールと、該複数の電池モジュールを組み付けて蓄電システムを構成するラックと、を備え、上記各電池モジュールは、金属製のモジュール筐体と、上記モジュール筐体の内側に配置したモジュール内絶縁装置と、を備え、上記ラックは、上記電池モジュールとの間にモジュール外絶縁装置を装備し、上記モジュール内絶縁装置は、上記モジュール筐体の各壁面の内側に取り付けた絶縁材製の絶縁プレートと、複数の電池挿入孔を備えると共に、該各電池挿入孔に電池セルを挿入して保持できるようにした絶縁材製の支持プレートとを備え、且つ上記支持プレートの複数の電池挿入孔に挿入配置された電池セルを、正極側ブスバと負極側ブスバで並列接続すると共に、隣接する正極側ブスバと負極側ブスバが接するよう複数配列して上記モジュール筐体内に収納し、上記各支持プレートを、上記絶縁プレートの内側に固定してなる構成としてあるので、電池モジュールのモジュール筐体を、強度を高めるために金属製のモジュール筐体としても、該モジュール筐体の各壁面と、該モジュール筐体に収納した各電池セルとを、該各壁面の内側に取り付けてある絶縁材製の絶縁プレートと、電池を支持する絶縁材製の支持プレートにより、確実に絶縁させることができる。
（２）よって、蓄電システムを堅牢で且つ高耐圧を有するものとすることができる。 According to the battery system of the present invention exhibits the following excellent effects.
(1) comprises a multiple battery modules, a rack constituting the charge reservoir system by assembling the battery module of the plurality, and each battery module, a metallic module housing, the inside of the module casing And the rack is equipped with an external module insulating device between the battery module, and the internal module insulating device is mounted inside each wall surface of the module housing. An insulating plate made of an insulating material, and a plurality of battery insertion holes, and a supporting plate made of an insulating material capable of inserting and holding a battery cell in each battery insertion hole , and a plurality of the supporting plates the battery insertion hole to insert arranged battery cells, with a parallel connection with the positive side bus bar and the negative electrode side bus bar, so that adjacent positive electrode side bus bars and the negative electrode side bus bar is in contact And several arranged housed in said module housing, each of the above support plate, because a structure formed of a fixed to the inside of the insulating plate, a module housing of the battery module, a metal module in order to increase the strength Also as a housing, each wall surface of the module housing, each battery cell housed in the module housing, an insulating plate made of an insulating material attached to the inside of each wall surface, and an insulating material that supports the battery The support plate made of metal can ensure insulation.
(2) Accordingly, the power storage system can be robust and have a high breakdown voltage.

本発明の蓄電システムを構成する電池モジュールにおけるモジュール筐体と、内部に収納された電池セルとの間の絶縁を図るモジュール内絶縁装置を示す一部切断概略斜視図である。FIG. 3 is a partially cut schematic perspective view showing an in-module insulation device for insulation between a module housing in a battery module constituting the power storage system of the present invention and a battery cell housed therein. 図１のモジュール内絶縁装置を装備した電池モジュールの概要を示す切断平面図である。It is a cutting | disconnection top view which shows the outline | summary of the battery module equipped with the in-module insulation apparatus of FIG. 本発明の蓄電システムにおける、電池モジュールと該電池モジュールを組み付けるラックとの間の絶縁を図るモジュール外絶縁装置を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the module external insulation apparatus which aims at insulation between the battery module and the rack which assembles | assembles this battery module in the electrical storage system of this invention. 図３のモジュール外絶縁装置の要部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the principal part of the module external insulation apparatus of FIG.

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図１及び図２は本発明の蓄電システムを構成する電池モジュールにおけるモジュール筐体と、該モジュール筐体内に収納する電池セルとの間の絶縁を図るためのモジュール内絶縁装置を示すものである。 1 and 2 show an in-module insulating device for insulation between a module housing in a battery module constituting a power storage system of the present invention and a battery cell housed in the module housing.

すなわち、上記モジュール内絶縁装置は、図１及び図２（ａ）（ｂ）に符号Ｉで示すように、電池モジュール１を構成するための金属製の箱形のモジュール筐体２の上下前後左右の６つの各壁面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの内側に、絶縁材製、たとえば、樹脂製の絶縁プレート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを、対応する壁面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの内面側を覆うように配置して固定する。この固定の手段は、たとえば、上記各絶縁プレート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆを、対応する各壁面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの内側に図示しない接着剤を介して接着するようにすればよい。   In other words, the in-module insulating device includes a metal box-shaped module housing 2 for constructing the battery module 1 as shown by reference numeral I in FIGS. 1 and 2A and 2B. Insulating plates 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, and 4f made of an insulating material, for example, are placed on the inner surfaces of the six wall surfaces 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, and 3f. , 3c, 3d, 3e, 3f are arranged and fixed so as to cover the inner surface side. For example, the fixing means may be configured such that the insulating plates 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, and 4f are placed inside the corresponding wall surfaces 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, and 3f via an adhesive (not shown). What is necessary is just to adhere | attach.

上記モジュール筐体２の内側には、絶縁材による所定の板厚寸法を有する矩形の平板状とし且つ板厚方向に貫通する複数の電池挿入孔６を備えてなる支持プレート５を配置して、該支持プレート５の各電池挿入孔６に、それぞれ円筒タイプの電池セル７を挿入して支持させる。   Inside the module housing 2, a support plate 5 having a rectangular flat plate shape having a predetermined plate thickness by an insulating material and including a plurality of battery insertion holes 6 penetrating in the plate thickness direction is disposed. Cylindrical battery cells 7 are inserted into the battery insertion holes 6 of the support plate 5 and supported.

更に、上記モジュール筐体２に設けた複数のボルト挿通孔（図示せず）に外側から通した複数のボルト８は、上記支持プレート５の外周部に設けた図示しないねじ穴に締め込んで該支持プレート５の固定を行う。このときに、該各ボルト８により、該各ボルト８の配置と対応する壁面３ａ，３ｂの内側の絶縁プレート４ａ，４ｂを共締めして固定した構成とする。   Further, a plurality of bolts 8 passed from the outside through a plurality of bolt insertion holes (not shown) provided in the module housing 2 are tightened into screw holes (not shown) provided in the outer peripheral portion of the support plate 5. The support plate 5 is fixed. At this time, the bolts 8 are configured such that the insulating plates 4a and 4b inside the wall surfaces 3a and 3b corresponding to the arrangement of the bolts 8 are fastened together and fixed.

詳述すると、上記支持プレート５は、その面内に、縦横に所定の数、たとえば、１０×４の合計４０の電池挿入孔６が、板厚方向に貫通させて穿設されている。   More specifically, the support plate 5 has a predetermined number, for example, a total of 40 battery insertion holes 6 of 10 × 4, which are penetrated in the thickness direction.

上記各電池挿入孔６は、その直径が上記電池セル７の外径よりもわずかに大きくなるように設定されている。これにより、上記支持プレート５は、上記各電池挿入孔６に挿入配置された各電池セル７を、軸心方向に移動可能な状態で支持できるようにしてある。   Each of the battery insertion holes 6 is set so that its diameter is slightly larger than the outer diameter of the battery cell 7. Thus, the support plate 5 can support the battery cells 7 inserted and arranged in the battery insertion holes 6 in a state of being movable in the axial direction.

上記支持プレート５の板厚は、各電池挿入孔６に挿入配置した各電池セル７を、軸心方向のぶれ（傾き）を抑えた状態で保持できるように設定されている。   The thickness of the support plate 5 is set so that the battery cells 7 inserted and arranged in the battery insertion holes 6 can be held in a state in which the shake (tilt) in the axial direction is suppressed.

上記支持プレート５の各電池挿入孔６に挿入配置する４０本の電池セル７は、該支持プレート５の一側寄り（図１における上側寄り）の２列の電池挿入孔６に挿入された２０本の電池セル７と、他側寄り（図１における下側寄り）の２列の電池挿入孔６に挿入する電池セル７とで、正極と負極が反対に向くように配置させてある。   Forty battery cells 7 inserted and arranged in each battery insertion hole 6 of the support plate 5 are inserted into two rows of battery insertion holes 6 closer to one side of the support plate 5 (upper side in FIG. 1). The battery cells 7 and the battery cells 7 inserted into the two rows of battery insertion holes 6 closer to the other side (lower side in FIG. 1) are arranged so that the positive electrode and the negative electrode face in opposite directions.

上記１つの支持プレート５に支持させた各電池セル７は、正極と負極が同じ側に配置されている電池セル７同士の正極と負極に、正極側と負極側の各ブスバ９ａと９ｂが、レーザー溶接やスポット溶接等の固定手法により導通可能に固定されている。これにより、上記正極と負極が同じ側に配置されている電池セル７同士が、並列に接続されている。   Each battery cell 7 supported by the one support plate 5 has a positive electrode and a negative electrode between the battery cells 7 in which the positive electrode and the negative electrode are arranged on the same side, and each bus bar 9a and 9b on the positive electrode side and the negative electrode side. It is fixed in a conductive manner by a fixing method such as laser welding or spot welding. Thereby, the battery cells 7 in which the positive electrode and the negative electrode are arranged on the same side are connected in parallel.

上記のようにして各電池セル７及び各ブスバ９ａ，９ｂを支持させた支持プレート５は、上記モジュール筐体２の内側に、電池モジュール１に所望される電圧に応じた所定の配列数で一列に並べて配置される。この際、隣接する支持プレート５に保持された各電池セル７同士の間では、正極側ブスバ９ａと負極側ブスバ９ｂが対向して配置されるようにしてある。   The support plates 5 supporting the battery cells 7 and the bus bars 9a and 9b as described above are arranged in a row with a predetermined number of arrangements corresponding to the voltage desired for the battery module 1 inside the module housing 2. Are arranged side by side. At this time, between the battery cells 7 held by the adjacent support plates 5, the positive side bus bar 9a and the negative side bus bar 9b are arranged to face each other.

上記モジュール筐体２の内側に配置させる各支持プレート５は、該各支持プレート５の外周部の所定個所、たとえば、図１における上端部と下端部に、図示しない複数のねじ穴が予め設けられている。これにより、上記各支持プレート５は、上記モジュール筐体２の対応する上下の壁面３ａ，３ｂに設けた各ボルト挿通孔（図示せず）と、該各壁面３ａ，３ｂの内側に配置してある絶縁プレート４ａ，４ｂの対応する個所に設けた各ボルト挿通孔（図示せず）に外側より通した複数のボルト８を、該各支持プレート５の対応するねじ穴に締め込むことにより、上記モジュール筐体２に固定される。この際、上記絶縁プレート４ａ，４ｂが、上記各支持プレート５と共に共締めされることにより、モジュール筐体２の対応する壁面３ａ，３ｂに対してより確実に固定されるようになる。   Each support plate 5 disposed inside the module housing 2 is provided with a plurality of screw holes (not shown) in advance at predetermined locations on the outer peripheral portion of each support plate 5, for example, at an upper end portion and a lower end portion in FIG. 1. ing. As a result, the support plates 5 are disposed on the inner sides of the bolt insertion holes (not shown) provided in the corresponding upper and lower wall surfaces 3a and 3b of the module housing 2 and the wall surfaces 3a and 3b. By tightening a plurality of bolts 8 passed from the outside through respective bolt insertion holes (not shown) provided at corresponding portions of a certain insulating plate 4a, 4b into the corresponding screw holes of the respective support plates 5, Fixed to the module housing 2. At this time, the insulating plates 4a and 4b are fastened together with the support plates 5 to be more securely fixed to the corresponding wall surfaces 3a and 3b of the module housing 2.

更に、上記モジュール内絶縁装置Ｉを装備させる電池モジュール１は、以下のような構成を備えている。   Furthermore, the battery module 1 equipped with the in-module insulation device I has the following configuration.

上記モジュール筐体２の長手方向一端側（図２における左端側）の内部には、最も該長手方向一端寄りに配置されている支持プレート５に保持された各電池セル７に取り付けられた各ブスバ９ａ，９ｂを接触させるための基準プレート１０が、該モジュール筐体２の長手方向一端側の壁面３ａ，３ｂと間隔を隔てて配置されている。該基準プレート１０は、上記各支持プレート５と同様に、モジュール筐体２の壁面３ａ，３ｂの外側より該各壁面３ａ，３ｂ及び対応する絶縁プレート４ａ，４ｂを貫通させて配置した図示しないボルトにより、上記モジュール筐体２に固定されている。   Each bus bar attached to each battery cell 7 held by the support plate 5 arranged closest to one end in the longitudinal direction is disposed inside one end in the longitudinal direction (left end side in FIG. 2) of the module housing 2. A reference plate 10 for bringing 9a and 9b into contact with each other is disposed at a distance from the wall surfaces 3a and 3b on one end side in the longitudinal direction of the module housing 2. The reference plate 10 is a bolt (not shown) arranged through the wall surfaces 3a, 3b and the corresponding insulating plates 4a, 4b from the outside of the wall surfaces 3a, 3b of the module housing 2 in the same manner as the support plates 5. Thus, the module housing 2 is fixed.

上記モジュール筐体２の最も長手方向他端寄り（図２における右端寄り）に位置する支持プレート５に支持された各電池セル７に取り付けてある各ブスバ９ａ，９ｂのうち、モジュール筐体２の長手方向他端側の壁面３ｅに臨む配置とされている各ブスバ９ａと９ｂは、一体構造のブスバ９ｃとされている。   Of the bus bars 9a and 9b attached to the battery cells 7 supported by the support plate 5 positioned closest to the other end in the longitudinal direction of the module housing 2 (closest to the right end in FIG. 2), the module housing 2 Each bus bar 9a and 9b arranged to face the wall surface 3e on the other end side in the longitudinal direction is an integrated bus bar 9c.

上記壁面３ａ，３ｂに取り付けてある絶縁プレート４ａ，４ｂの内側には、該絶縁プレート４ａ，４ｂと、上記ブスバ９ｃとの間に圧縮変形させた状態で介装させるための弾性部材１１が取り付けられている。更に、上記弾性部材１１の内側には、上記ブスバ９ｃの平面形状に対応する平面形状を備え且つ撓みに対する剛性が高いプレート部材１２を取り付けた構成とすることが望ましい。このような構成とすれば、圧縮変形状態の上記弾性部材１１の復元力を、上記ブスバ９ｃの全面に均等に作用させることができるようになる。   Inside the insulating plates 4a and 4b attached to the wall surfaces 3a and 3b, an elastic member 11 is attached to be interposed between the insulating plates 4a and 4b and the bus bar 9c while being compressed and deformed. It has been. Further, it is desirable that a plate member 12 having a planar shape corresponding to the planar shape of the bus bar 9c and having high rigidity against bending is attached to the inside of the elastic member 11. With such a configuration, the restoring force of the elastic member 11 in a compressive deformation state can be evenly applied to the entire surface of the bus bar 9c.

これにより、上記弾性部材１１は、圧縮変形状態からの復元力により、上記モジュール筐体２内で一列に配列された各支持プレート５毎に保持され且つ各ブスバ９ａ及び９ｂを介して連結された各電池セル７を、上記基準プレート１０の方向に付勢することができるようにしてある。よって、隣接する支持プレート５毎に保持された各電池セル７同士の間では、上記付勢により、対向配置されている正極側ブスバ９ａと負極側ブスバ９ｂの面同士が押し付けられて、該各ブスバ９ａと９ｂの面同士の間で導通が可能となるようにしてある。   Thereby, the elastic member 11 is held for each support plate 5 arranged in a line in the module housing 2 and connected via the bus bars 9a and 9b by the restoring force from the compression deformation state. Each battery cell 7 can be urged in the direction of the reference plate 10. Therefore, between each battery cell 7 hold | maintained for every adjacent support plate 5, the surface of the positive electrode side bus bar 9a and the negative electrode side bus bar 9b which are opposingly arranged is pressed by the said energization, Conduction is possible between the surfaces of the bus bars 9a and 9b.

なお、上記弾性部材１１は、圧縮変形状態からの復元力により、上記各支持プレート５に支持された各電池セル７及び各ブスバ９ａ，９ｂを上記基準プレート１０の方向へ常時付勢することができるようにしてあれば、エラストマや、皿ばね、その他のばね部材等、任意の弾性部材１１を使用してよい。   The elastic member 11 can always urge each battery cell 7 and each bus bar 9a, 9b supported by each support plate 5 in the direction of the reference plate 10 by a restoring force from the compression deformation state. If possible, an arbitrary elastic member 11 such as an elastomer, a disc spring, and other spring members may be used.

上記各支持プレート５に支持された各電池セル７の両極に取り付けられている正極側ブスバ９ａと負極側ブスバ９ｂの間には、該各ブスバ９ａと９ｂ間の電圧や電気容量を監視して、該各ブスバ９ａと９ｂにより並列に接続されている各電池セル７の状態を検出するためのセンサ１３がセンサ基板１４を介して取り付けられている。   Between the positive side bus bar 9a and the negative side bus bar 9b attached to both electrodes of each battery cell 7 supported by each support plate 5, the voltage and electric capacity between the bus bars 9a and 9b are monitored. A sensor 13 for detecting the state of each battery cell 7 connected in parallel by each bus bar 9a and 9b is attached via a sensor substrate 14.

上記モジュール筐体２の内側で上記基準プレート１０に押し付けられた配置となる正極側と負極側の各ブスバ９ａ，９ｂは、図２に示すように、上記モジュール筐体２における長手方向一端部の壁面３ｆに設けた外部接続用のコネクタ１５に、対応する絶縁プレート４ａ，４ｂを貫通して配置された導体製の接続部材１６を介して接続されている。   As shown in FIG. 2, the bus bars 9a and 9b on the positive electrode side and the negative electrode side, which are arranged to be pressed against the reference plate 10 inside the module housing 2, are arranged at one end in the longitudinal direction of the module housing 2. The external connection connector 15 provided on the wall surface 3f is connected via a conductor connection member 16 disposed through the corresponding insulating plates 4a and 4b.

以上の構成としてあるモジュール内絶縁装置Ｉを備えた電池モジュール１は、金属製としてあるモジュール筐体２の各壁面３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの内側が全面に亘り絶縁プレート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆで覆われていることに加えて、該モジュール筐体２内に収納されるすべての電池セル７及び該各電池セル７を直並列接続する各ブスバ９ａ，９ｂ，９ｃが、各支持プレート５と、モジュール筐体２の長手方向の両端側に設けた基準プレート１０及び弾性部材１１によって、上記いずれの絶縁プレート４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆからも離隔するように配置されているため、上記各電池セル７とモジュール筐体２との間の絶縁を確実に図ることができる。   The battery module 1 provided with the in-module insulating device I having the above-described configuration has an insulating plate 4a, the inside of each wall surface 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f of the module housing 2 made of metal extending over the entire surface. In addition to being covered with 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, all the battery cells 7 housed in the module housing 2 and the bus bars 9a, 9b for connecting the battery cells 7 in series-parallel connection , 9c from each of the insulating plates 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f by the support plates 5 and the reference plates 10 and the elastic members 11 provided at both ends in the longitudinal direction of the module housing 2. Since it arrange | positions so that it may space apart, the insulation between each said battery cell 7 and the module housing | casing 2 can be aimed at reliably.

よって、上記モジュール内絶縁装置Ｉは、蓄電システムに装備することで、該蓄電システムを堅牢で且つ高耐圧を有するものとすることができる。   Therefore, the in-module insulating device I can be equipped with a power storage system to make the power storage system robust and have a high withstand voltage.

次に、図３及び図４は本発明の蓄電システムとして、図１及び図２に示したモジュール内絶縁装置Ｉを具備した電池モジュール１をラックに組み付けて蓄電システムを構築する際に、上記電池モジュール１とラックとの間の絶縁を図るためのモジュール外絶縁装置を示すものである。 Next, FIGS. 3 and 4 as the power storage system of the present invention, when constructing a power storage system battery module 1 is assembled to the rack provided with the module isolation device I shown in FIGS. 1 and 2, the battery 1 shows an outside module insulation device for insulation between a module 1 and a rack.

すなわち、上記モジュール外絶縁装置は、図３及び図４に符号IIで示すように、電池モジュール１の外形に対応するモジュール収納区画１８を縦横に複数配列して備えたラック１７における上記各モジュール収納区画１８に、電池モジュール１の組み付け時の差し込み方向（以下、モジュール差し込み方向と云う）に沿う四隅部に沿って、アングル状の金属製のラックフレームを兼ねるレール１９を備える。   That is, the module outside insulating device is configured to store each module in a rack 17 having a plurality of module storage sections 18 arranged vertically and horizontally corresponding to the outer shape of the battery module 1 as indicated by reference numeral II in FIGS. The compartment 18 is provided with rails 19 that also serve as angle-shaped metal rack frames along the four corners along the insertion direction when the battery module 1 is assembled (hereinafter referred to as the module insertion direction).

更に、上記各レール１９のアングル形状の内側には、モジュール差し込み方向の全長に亘り、電池モジュール１のモジュール筐体２の各コーナ部を受けると共に、該各コーナ部をモジュール差し込み方向へ滑らせるための絶縁材製、たとえば、樹脂製の絶縁ライナー部材２０をそれぞれ取り付けた構成としてある。   Further, inside the angled shape of each rail 19, in order to receive each corner portion of the module housing 2 of the battery module 1 over the entire length in the module insertion direction, and to slide each corner portion in the module insertion direction. The insulating liner member 20 made of, for example, resin is attached.

上記モジュール外絶縁装置IIを装備させるラック１７は、上記各モジュール収納区画１８に配置された各レール１９を、金属製の支柱部材２１にそれぞれ取り付けた構成としてある。これにより、上記各モジュール収納区画１８に収納される電池モジュール１の荷重を、対応する各レール１９より上記各支柱部材２１に伝えて支持させることができるようにしてある。なお、上記各支柱部材２１同士を、上記各モジュール収納区画１８に収納される電池モジュール１と干渉しない位置で水平方向に延びる図示しない梁部材で相互に連結するようにしてもよい。   The rack 17 equipped with the outside module insulation device II has a configuration in which each rail 19 arranged in each module storage section 18 is attached to a metal column member 21. As a result, the load of the battery module 1 stored in each module storage section 18 can be transmitted and supported from the corresponding rail 19 to each column member 21. The strut members 21 may be connected to each other by a beam member (not shown) extending in the horizontal direction at a position that does not interfere with the battery module 1 housed in the module housing section 18.

更に、上記ラック１７は、上記モジュール差し込み方向の上流側端部となる手前側を除く上下左右及び奥側に、それぞれ金属製の壁パネル２２を取り付けた構成としてある。又、上記ラック１７の手前側には、図示しない着脱式の前面パネルが装備してあるものとする。   Furthermore, the rack 17 has a configuration in which metal wall panels 22 are respectively attached to the top, bottom, left, and right and the back side excluding the front side which is the upstream end in the module insertion direction. It is assumed that a detachable front panel (not shown) is provided on the front side of the rack 17.

なお、図示してないが、上記ラック１７におけるモジュール差し込み方向の下流側端部、すなわち、各モジュール収納区画１８の奥側に位置するバックパネルには、該各モジュール収納区画１８毎に、個別のコネクタが設けてある。これにより、上記各モジュール収納区画１８にそれぞれ電池モジュール１を差し込む操作により、該各電池モジュール１におけるモジュール差し込み方向の奥側の端面に設けてある外部接続用のコネクタ１５（図２参照）を、上記ラック１７側の対応するコネクタに差し込んで接続することができるようにしてある。   Although not shown in the drawing, the downstream end of the rack 17 in the module insertion direction, that is, the back panel located on the back side of each module storage section 18, has an individual unit for each module storage section 18. A connector is provided. Thereby, by the operation of inserting the battery modules 1 into the respective module housing sections 18, the external connection connectors 15 (see FIG. 2) provided on the back end surfaces of the respective battery modules 1 in the module insertion direction, It can be connected by being inserted into a corresponding connector on the rack 17 side.

以上の構成としてあるモジュール外絶縁装置IIによれば、上記ラック１７の各モジュール収納区画１８に電池モジュール１をそれぞれ組み付けるときには、該各電池モジュール１を、モジュール筐体２の各コーナ部を対応するモジュール収納区画１８の各レール１９に取り付けてある絶縁ライナー部材２０に滑らせるようにして、モジュール収納区画に差し込むようにする。   According to the module external insulation apparatus II having the above configuration, when assembling the battery module 1 in each module storage section 18 of the rack 17, each battery module 1 corresponds to each corner portion of the module housing 2. It is made to slide on the insulating liner member 20 attached to each rail 19 of the module storage section 18 so as to be inserted into the module storage section.

これにより、上記電池モジュール１のモジュール筐体２は、対応する各モジュール収納区画１８の各レール１９に、上記各絶縁ライナー部材２０がそれぞれ介装された状態で支持されるようになる。   As a result, the module housing 2 of the battery module 1 is supported in a state in which the insulating liner members 20 are interposed on the rails 19 of the corresponding module storage sections 18.

したがって、上記モジュール外絶縁装置IIは、上記ラック１７が、強度を高めるために金属製の支柱部材２１、レール１９及び壁パネル２２を備えているとしても、上記各電池モジュール１の金属製のモジュール筐体２との間を、絶縁性を有する上記各絶縁ライナー部材２０により確実に絶縁させることができる。   Therefore, even if the rack 17 is provided with the metal support members 21, the rails 19 and the wall panels 22 in order to increase the strength, the module external insulation device II has the metal modules of the battery modules 1 described above. The casing 2 can be reliably insulated by the insulating liner members 20 having insulating properties.

以上により、蓄電システムは、上記図１及び図２に示したモジュール内絶縁装置Ｉに加えて、上記モジュール外絶縁装置IIを備える構成とすることにより、各電池モジュール１のモジュール筐体２の内部と外部で各電池セル７（図１、図２参照）からの二重絶縁を図ることができる。   As described above, the power storage system includes the outside module insulating device II in addition to the inside module insulating device I shown in FIG. 1 and FIG. And double insulation from each battery cell 7 (refer FIG. 1, FIG. 2) can be aimed at outside.

しかも、上記蓄電システムは、上記各電池モジュール１のモジュール筐体２、及び、上記ラック１７の支柱部材２１、レール１９及び壁パネル２２をいずれも金属製としてあるので、該蓄電システムを堅牢で且つ更に高耐圧を有するものとすることができる。   Moreover, in the power storage system, since the module housing 2 of each battery module 1 and the column member 21, rail 19 and wall panel 22 of the rack 17 are all made of metal, the power storage system is robust and Furthermore, it can have a high breakdown voltage.

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、電池モジュール１にて、１つの支持プレート５に支持させる電池セル７の数は、該電池モジュール１に所望される電気容量の大小に応じて、適宜増減してもよい。これに伴い、支持プレート５における電池挿入孔６の数も適宜増減してよい。更に、支持プレート５の平面形状や、モジュール筐体２の断面形状は、適宜変更してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and the number of battery cells 7 to be supported by one support plate 5 in the battery module 1 is the electric capacity desired for the battery module 1. You may increase / decrease suitably according to magnitude. Accordingly, the number of battery insertion holes 6 in the support plate 5 may be increased or decreased as appropriate. Furthermore, the planar shape of the support plate 5 and the cross-sectional shape of the module housing 2 may be changed as appropriate.

電池モジュール１にて直列に接続する電池セル７の数は、該電池モジュール１に所望される電圧の大小に応じて、適宜増減してもよい。これに伴い、共通の支持プレート５に支持された各電池セル７のうち、共通の正極側ブスバ９ａと負極側ブスバ９ｂによって並列に接続する電池セル７の数は、適宜変更してもよい。又、モジュール筐体２内に一方向に配列させる電池セル７の数に応じて、該モジュール筐体２は、対応する方向の寸法を適宜変更してもよい。   The number of battery cells 7 connected in series in the battery module 1 may be appropriately increased or decreased according to the magnitude of the voltage desired for the battery module 1. Accordingly, among the battery cells 7 supported by the common support plate 5, the number of battery cells 7 connected in parallel by the common positive-side bus bar 9a and the negative-side bus bar 9b may be appropriately changed. Moreover, according to the number of the battery cells 7 arranged in one direction in the module housing | casing 2, this module housing | casing 2 may change the dimension of a corresponding direction suitably.

図１及び図２のモジュール内絶縁装置Ｉの形態は、１枚の支持プレート５に、並列に接続される電池セル７を支持させる構成として示したが、並列に接続される電池セル７の軸心方向の複数個所を、複数の支持プレート５によって支持させる構成としてもよい。この場合は、各支持プレート５をモジュール筐体２に各ボルト８を用いて固定するときに、該各ボルト８により共締めされる絶縁プレート４ａ，４ｂの固定個所の数を増加させることができることから、該絶縁プレート４ａ，４ｂのモジュール筐体２の対応する壁面３ａ，３ｂへの固定をより確実に行うことができるようになる。 Although the form of the in- module insulating device I in FIGS. 1 and 2 is shown as a configuration in which the battery cell 7 connected in parallel is supported on one support plate 5, the axis of the battery cell 7 connected in parallel is shown. A plurality of locations in the central direction may be supported by a plurality of support plates 5. In this case, when each support plate 5 is fixed to the module housing 2 with each bolt 8, the number of fixing portions of the insulating plates 4a and 4b that are fastened together with each bolt 8 can be increased. Thus, the insulating plates 4a and 4b can be more securely fixed to the corresponding wall surfaces 3a and 3b of the module housing 2.

電池モジュール１のモジュール筐体２に設けてある電力取り出し用のコネクタ１５は、図示した以外の任意の形式のコネクタ１５を採用してもよい。   The connector 15 for taking out electric power provided in the module housing 2 of the battery module 1 may employ any type of connector 15 other than that illustrated.

電池セル７は、円筒タイプのものであれば、リチウムイオン電池や、その他の任意の二次電池を使用してよい。   The battery cell 7 may be a lithium ion battery or any other secondary battery as long as it is of a cylindrical type.

図３及び図４のモジュール外絶縁装置IIの形態は、図３に示した以外の任意のモジュール収納区画１８の数、及び、モジュール収納区画１８の配置を備えたラック１７に適用してよい。 Form modules outside isolators II of FIG. 3 and FIG. 4, the number of any module receiving section 18 other than those shown in FIG. 3, and may be applied to the rack 17 with the arrangement of the module housing compartment 18 .

ラック１７におけるモジュール収納区画１８の形状やサイズは、収納対象となる電池モジュール１のモジュール筐体２の形状やサイズに応じて適宜変更してよい。   The shape and size of the module storage section 18 in the rack 17 may be appropriately changed according to the shape and size of the module housing 2 of the battery module 1 to be stored.

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。   Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

Ｉ モジュール内絶縁装置
II モジュール外絶縁装置
１ 電池モジュール
２ モジュール筐体
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ 壁面
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ 絶縁プレート
５ 支持プレート
６ 電池挿入孔
７ 電池セル
８ ボルト
９ａ 正極側ブスバ
９ｂ 負極側ブスバ
１７ ラック
１８ モジュール収納区画
１９ レール
２０ 絶縁ライナー部材
I module in the insulating equipment
II module outside insulation equipment 1 cell module 2 module casing 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f walls 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f insulation plate 5 supporting plate 6 cell insertion hole 7 cell 8 volts 9a Positive side bus bar 9b Negative side bus bar 17 Rack 18 Module storage section 19 Rail 20 Insulating liner member

Claims (3)

複数の電池モジュールと、該複数の電池モジュールを組み付けて蓄電システムを構成するラックと、を備え、
上記各電池モジュールは、金属製のモジュール筐体と、上記モジュール筐体の内側に配置したモジュール内絶縁装置と、を備え、
上記ラックは、上記電池モジュールとの間にモジュール外絶縁装置を装備し、
上記モジュール内絶縁装置は、
上記モジュール筐体の各壁面の内側に取り付けた絶縁材製の絶縁プレートと、
複数の電池挿入孔を備えると共に、該各電池挿入孔に電池セルを挿入して保持できるようにした絶縁材製の支持プレートとを備え、
且つ上記支持プレートの複数の電池挿入孔に挿入配置された電池セルを、正極側ブスバと負極側ブスバで並列接続すると共に、隣接する正極側ブスバと負極側ブスバが接するよう複数配列して上記モジュール筐体内に収納し、
上記各支持プレートを、上記絶縁プレートの内側に固定してなる構成としたこと
を特徴とする蓄電システム。 Comprising a multiple battery modules, a rack constituting the charge reservoir system by assembling the battery module of the plurality, and
Each of the battery modules includes a metal module housing, and an in-module insulating device disposed inside the module housing,
The rack is equipped with an external insulation device between the battery module and the rack.
The in-module insulation device is
An insulating plate made of an insulating material attached to the inside of the wall of the module housing,
A plurality of battery insertion holes, and a support plate made of an insulating material that can be inserted and held in each battery insertion hole .
And a plurality of battery insertion hole to insert arranged battery cells of the support plate, together with the parallel connected with the positive side bus bar and the negative electrode side bus bar, the module a plurality arranged such that adjacent positive electrode side bus bars and the negative electrode side bus bar is in contact Store in the housing,
Power storage system, characterized in that the respective support plate, and a fixed comprising structure on the inside of the insulation plate. モジュール筐体の壁面の外側から該モジュール筐体内に配置された各支持プレートを固定するためのボルトにより、該壁面の内側に配置されている絶縁プレートを共締めするようにした請求項１記載の蓄電システム。 2. The insulating plate disposed inside the wall surface is fastened together with a bolt for fixing each support plate disposed in the module housing from the outside of the wall surface of the module housing. power storage system. ラックは、電池モジュールのモジュール筐体を格納するための複数のモジュール収納区画を備え、
モジュール外絶縁装置は、
上記各モジュール収納区画に差し込まれるモジュール筐体の各コーナ部を支持するために上記各モジュール収納区画の四隅部に備えるレールの内側に、上記モジュール筐体の対応するコーナ部を受けると共に、該各コーナ部をモジュール差し込み方向へ滑らせるための絶縁材製の絶縁ライナー部材を取り付けた構成とした請求項１又は２記載の蓄電システム。 The rack includes a plurality of module storage sections for storing module modules of battery modules,
The module external insulation device
Inside the rail provided at the four corners of the respective module receiving section for supporting the respective corner portions of the plugged into the module housing ku image makes the chromophore at the distal end Joule housing, undergoes a corresponding corner portion of the module casing together, the power storage system according to claim 1 or 2 wherein has a structure fitted with insulation made of insulating liner member for sliding the respective corner portions to the module insertion direction.
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