JP7404767B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.
従来、筐体(ケース本体)内にて所定の方向に配列された複数の蓄電素子に対し、各蓄電素子間にスペーサ(仕切部)が介在した蓄電装置が知られている(例えば特許文献1参照)。スペーサには、蓄電素子に当接する複数のリブ(仕切突出部)が設けられており、これらのリブによって蓄電素子が位置決めされている。
Conventionally, a power storage device is known in which a plurality of power storage elements are arranged in a predetermined direction within a casing (case body) and a spacer (partition part) is interposed between each power storage element (for example,
ここで、製造時に蓄電素子を筐体に挿入する際には、リブが蓄電素子を案内するガイドとして機能する。全てのリブが蓄電素子に接触しているとその摩擦によってスムーズな挿入が阻害される場合がある。このため、リブの設置個数を削減することで、蓄電素子のスムーズな挿入を図ることも検討されている。 Here, when inserting the power storage element into the housing during manufacturing, the ribs function as a guide for guiding the power storage element. If all the ribs are in contact with the electricity storage element, the friction may prevent smooth insertion. For this reason, it is also being considered to reduce the number of installed ribs to ensure smooth insertion of the electricity storage element.
ところで、蓄電素子は充放電を繰り返すことで膨張するが、長期的に安定した性能を発揮するには、膨張後においても蓄電素子を確実に位置規制することが求められている。上述したようにリブの設置個数を削減してしまうと、蓄電素子に対する接触点が減ってしまうために、位置規制の安定性が低下しまうおそれがある。 Incidentally, a power storage element expands through repeated charging and discharging, but in order to exhibit stable performance over a long period of time, it is required to reliably control the position of the power storage element even after expansion. As described above, if the number of installed ribs is reduced, the number of points of contact with the electricity storage element will be reduced, which may reduce the stability of position regulation.
このため、本発明の目的は、筐体に対する蓄電素子のスムーズな挿入を可能とするとともに、膨張後の蓄電素子をより確実に位置規制することができる蓄電装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power storage device that allows smooth insertion of a power storage element into a housing and more reliably regulates the position of the power storage element after expansion.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に沿って配列された複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子を収容する筐体とを備え、筐体は、複数の蓄電素子のうち、隣り合う一対の蓄電素子の間に配置されるスペーサ部を有し、スペーサ部は、第一方向に交差する第二方向に沿って配列され、第一方向及び第二方向に対して交差する第三方向に沿って延設された第一リブ及び第二リブを有し、第一リブは、第一状態における蓄電素子に対して接触しており、第二リブは、第一状態における蓄電素子に対して非接触であり、かつ第一状態よりも膨らんだ第二状態における前記蓄電素子に対して接触する。 In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention includes a plurality of power storage elements arranged along a first direction and a casing that accommodates the plurality of power storage elements, the casing is , has a spacer part disposed between a pair of adjacent power storage elements among the plurality of power storage elements, the spacer part is arranged along a second direction intersecting the first direction, and the spacer part is arranged along the second direction intersecting the first direction, and It has a first rib and a second rib extending along a third direction intersecting the two directions, the first rib is in contact with the electricity storage element in the first state, and the second rib is in contact with the electricity storage element in the first state. is not in contact with the power storage element in the first state, and is in contact with the power storage element in the second state, which is more expanded than the first state.
これによれば、第一状態における蓄電素子に対して第一リブが接触しているので、蓄電素子を第三方向に沿って筐体に挿入する際に、当該第一リブが蓄電素子をガイドすることができる。一方、第二リブは第一状態における蓄電素子に対して非接触であるために、挿入時に蓄電素子に対して不要な負荷が作用しない。これにより蓄電素子をスムーズに筐体に挿入することができる。 According to this, since the first rib is in contact with the electricity storage element in the first state, the first rib guides the electricity storage element when inserting the electricity storage element into the casing along the third direction. can do. On the other hand, since the second rib is not in contact with the power storage element in the first state, no unnecessary load is applied to the power storage element during insertion. This allows the power storage element to be smoothly inserted into the housing.
また、蓄電素子が膨張して第二状態になると、第二リブに対して接触することとなる。つまり、第二状態では蓄電素子は、第一リブと第二リブとに接触する。第一状態よりも第二状態の方が多くの点で蓄電素子の移動を規制することができるので、膨張した蓄電素子を確実に保持することが可能である。 Further, when the electricity storage element expands and enters the second state, it comes into contact with the second rib. That is, in the second state, the electricity storage element contacts the first rib and the second rib. Since movement of the power storage element can be restricted in more ways than in the first state, it is possible to reliably hold the expanded power storage element.
このように、筐体に対する蓄電素子のスムーズな挿入を可能とするとともに、膨張後の蓄電素子をより確実に位置規制することができる。 In this way, it is possible to smoothly insert the power storage element into the housing, and to more reliably control the position of the power storage element after expansion.
また、第一リブは、第三方向における一端部側に配置され、第一状態における蓄電素子に対して接触する保持部と、保持部よりも他端部側に配置され、第一状態における蓄電素子に対して非接触であり、第二状態における蓄電素子に対して接触する誘い部と、を備えていてもよい。 The first rib includes a holding part that is arranged on one end side in the third direction and contacts the electricity storage element in the first state, and a holding part that is arranged on the other end side of the holding part and that makes contact with the electricity storage element in the first state. The power storage device may include a guiding portion that is not in contact with the element and comes into contact with the electricity storage element in the second state.
これによれば、第一リブの誘い部は、第一状態における蓄電素子に対して非接触であるので、第一リブの全体が当該蓄電素子に接触することを抑制することができる。例えば、第一リブの全体が蓄電素子に接触していると、誘い部がある場合と比べて蓄電素子に対する接触面積が大きいために、それだけ蓄電素子の膨張を阻害することとなる。つまり、膨張当初においては蓄電素子に対する負荷が大きくなってしまう。しかしながら、誘い部が設けられていれば、蓄電素子に対する接触面積を小さくすることができるので、膨張当初における蓄電素子に対する負荷を抑制することが可能である。 According to this, the invitation portion of the first rib is not in contact with the power storage element in the first state, so it is possible to suppress the entire first rib from coming into contact with the power storage element. For example, if the entire first rib is in contact with the power storage element, the area of contact with the power storage element is larger than in the case where there is a guide portion, and this will inhibit expansion of the power storage element. In other words, at the beginning of expansion, the load on the electricity storage element becomes large. However, if the guiding portion is provided, the contact area with respect to the power storage element can be reduced, and therefore it is possible to suppress the load on the power storage element at the initial stage of expansion.
また、保持部は、第一状態の蓄電素子に接触する接触面を有し、誘い部は、接触面に連続し、第三方向に対して傾斜した傾斜面を有していてもよい。 Further, the holding portion may have a contact surface that contacts the electricity storage element in the first state, and the invitation portion may have an inclined surface that is continuous with the contact surface and is inclined with respect to the third direction.
これによれば、誘い部が、第三方向に対して傾斜した傾斜面を有しているので、挿入時に蓄電素子が傾斜面に接触したとしても、スムーズに蓄電素子を保持部まで案内することができる。したがって、蓄電素子を適正な位置により確実に案内することができる。 According to this, since the guiding part has an inclined surface that is inclined with respect to the third direction, even if the electricity storage element comes into contact with the inclined surface during insertion, the electricity storage element can be smoothly guided to the holding part. I can do it. Therefore, the power storage element can be reliably guided to an appropriate position.
また、第一リブは、第三方向に沿って延設された基部と、基部の表面から突出し、第三方向に沿って延設された凸条部とを有し、凸条部は、保持部及び誘い部を有していてもよい。 Further, the first rib has a base extending along the third direction and a protruding ridge protruding from the surface of the base and extending along the third direction, and the protruding ridge has a holding part. It may have a part and a guide part.
これによれば、第一リブの凸条部が保持部及び誘い部を有しているので、蓄電素子に対する接触面積を小さくすることができる。したがって、蓄電素子をスムーズに筐体に挿入することができる。 According to this, since the convex portion of the first rib has the holding portion and the guiding portion, the contact area with respect to the electricity storage element can be reduced. Therefore, the power storage element can be smoothly inserted into the housing.
また、第二リブは、第一リブの基部と同形状であってもよい。 Further, the second rib may have the same shape as the base of the first rib.
これによれば、第二リブが、第一リブの基部と同形状であるので、第一リブの一部と第二リブとを共通化することができる。このため、第二リブにおける蓄電素子に対する接触面積を必然的に第一リブよりも大きくすることができる。したがって、第二状態の蓄電素子に対する接触面積をより大きくすることができるので、第二状態の蓄電素子をより確実に保持することが可能である。 According to this, since the second rib has the same shape as the base of the first rib, a part of the first rib and the second rib can be shared. Therefore, the contact area of the second rib with respect to the electricity storage element can necessarily be made larger than that of the first rib. Therefore, since the contact area for the power storage element in the second state can be made larger, it is possible to more reliably hold the power storage element in the second state.
また、保持部の全長は、誘い部の全長の2倍以上であってもよい。 Further, the total length of the holding portion may be twice or more the total length of the invitation portion.
これによれば、保持部の全長が誘い部の全長の2倍以上であるので、蓄電素子に対する拘束性をより安定させることが可能である。 According to this, since the total length of the holding portion is at least twice the total length of the invitation portion, it is possible to further stabilize the restraint on the power storage element.
本発明の蓄電装置によれば、筐体に対する蓄電素子のスムーズな挿入を可能とするとともに、膨張後の蓄電素子をより確実に位置規制することができる。 According to the power storage device of the present invention, the power storage element can be smoothly inserted into the housing, and the position of the power storage element after expansion can be more reliably regulated.
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などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。 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 shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. Further, in each figure, dimensions etc. are not strictly illustrated.
また、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、蓄電ユニットの外装体の長側面の対向方向を、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、蓄電ユニットの外装体の短側面の対向方向、蓄電ユニットと基板ユニットとの並び方向、蓄電ユニットの外装体支持体と外装体蓋体との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋部との並び方向、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。なお、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 addition, in the following explanation 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 direction in which the short sides of the container of the power storage element are opposite, or the length of the exterior body of the power storage unit The opposing direction of the side surfaces is defined as the X-axis direction. The direction in which a 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 short sides of the exterior body of the power storage unit face each other, the direction in which the power storage unit and the board unit are lined up, the support body of the power storage unit and the exterior The direction in which the power storage elements are lined up with the body lid, the direction in which the power storage elements are lined up with the bus bar, the direction in which the power storage elements are lined up with the container body and the lid, 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). Note that depending on the mode of use, 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.
また、以下の説明において、例えば、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。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。また、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。さらに、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つの方向が直交している、とは、当該2つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。 Furthermore, in the following description, for example, the X-axis plus direction indicates the arrow direction of the X-axis, and the X-axis minus direction indicates the opposite direction to the X-axis plus direction. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction. Furthermore, hereinafter, 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. Furthermore, 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 orthogonal, it does not only mean that the two directions are completely orthogonal, but also that they are substantially orthogonal, that is, there is a difference of only a few percent, for example. It also means to include.
(実施の形態)
[1 蓄電装置の構成の説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置1の構成について説明する。図1は、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、実施の形態に係る蓄電ユニット10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 Description of the configuration of the power storage device]
First, the configuration 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することができる装置であり、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。具体的には、蓄電装置1は、例えば、家庭用または発電機用等に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。なお、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も用いることができる。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)及びガソリン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、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。
これらの図に示すように、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する電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子11と、バスバーフレーム12と、複数のバスバー13と、これらを収容する外装体本体14、外装体支持体15及び外装体蓋体17からなる外装体18と、を有している。また、蓄電ユニット10には、ケーブル30が接続されている。なお、蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子11を拘束する拘束部材(エンドプレート、サイドプレート等)等を有していてもよい。
As shown in these figures, the
蓄電素子11は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池(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11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、16個の蓄電素子11がY軸方向に並んで配列されている。なお、蓄電素子11の形状、配置位置及び個数等は、特に限定されない。また、蓄電素子11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。また、蓄電素子11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。さらに、蓄電素子11は、固体電解質を用いた電池であってもよい。また、蓄電素子11は、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。
The
具体的には、蓄電素子11は、金属製の容器11aを備え、容器11aの蓋部には、金属製の電極端子である正極端子11b及び負極端子11cが設けられている。また、隣り合う蓄電素子11同士の間には、断熱性を有する平板状のスペーサ11dが配置されている。なお、容器11aの蓋部には、電解液を注液するための注液部、及び、容器11a内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放するガス排出弁等が設けられていてもよい。また、容器11aの内方には、電極体(蓄電要素または発電要素ともいう)及び集電体(正極集電体及び負極集電体)等が配置され、電解液(非水電解質)などが封入されているが、詳細な説明は省略する。
Specifically, the
正極端子11b及び負極端子11cは、容器11aの蓋部から上方(Z軸プラス方向)に向けて突出して配置されている。そして、複数の蓄電素子11が有する最も外側の正極端子11b及び負極端子11cが、ケーブル30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。ここで、蓄電素子11は、組み立て直後の初期状態には容器11aが膨張していないが、充放電を繰り返すことで電極体が徐々に膨張し、結果として容器11aも徐々に膨張する特性を有している。この膨張は、容器11aの長側面において顕著である。以降、初期状態から容器11aが概ね膨張していない状態を第一状態と称し、第一状態よりも容器11aが膨らんだ状態を第二状態と称す。
The
ケーブル30は、蓄電装置1(蓄電素子11)を充放電するための電流(充放電電流、主電流ともいう)が流れる電線(電源ケーブル、電力ケーブル、電源線、電力線ともいう)であり、正極側の正極電源ケーブル31と、負極側の負極電源ケーブル32とを有している。つまり、複数の蓄電素子11のうちの、Y軸プラス方向の端部の蓄電素子11の正極端子11bに、ケーブル30の正極電源ケーブル31が接続され、Y軸マイナス方向の端部の蓄電素子11の負極端子11cに、ケーブル30の負極電源ケーブル32が接続される。
The
バスバーフレーム12は、バスバー13と他の部材との電気的な絶縁、及び、バスバー13の位置規制を行うことができる扁平な矩形状の部材である。バスバーフレーム12は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等の、後述する基板ユニット20の基板収容部100と同様の絶縁部材により形成されている。具体的には、バスバーフレーム12は、複数の蓄電素子11の上方に載置され、複数の蓄電素子11に対して位置決めされる。また、バスバーフレーム12上には、バスバー13が載置されて位置決めされている。これにより、バスバー13は、複数の蓄電素子11に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子11が有する正極端子11b及び負極端子11cに接合される。また、バスバーフレーム12は、外装体18の中蓋として、外装体本体14の補強を行う機能も有している。
The
バスバー13は、複数の蓄電素子11上(バスバーフレーム12上)に配置され、複数の蓄電素子11の電極端子同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー13は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の金属で形成されている。本実施の形態では、バスバー13は、隣り合う蓄電素子11の正極端子11bと負極端子11cとを接続することで、16個の蓄電素子11を直列に接続している。なお、蓄電素子11の接続の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いてもよい。
The
また、バスバー13、または、蓄電素子11の電極端子には、検出線13aが接続されている。検出線13aは、蓄電素子11の電圧計測用、温度計測用、または、蓄電素子11間の電圧バランス用の電線(通信ケーブル、制御ケーブル、通信線、制御線ともいう)である。なお、バスバー13または蓄電素子11の電極端子には、蓄電素子11の温度を計測するためのサーミスタ(図示せず)が配置されているが、説明は省略する。また、検出線13aのY軸マイナス方向の端部には、コネクタ13bが接続されている。コネクタ13bは、後述する基板ユニット20の基板200に接続されるコネクタである。つまり、検出線13aは、コネクタ13bを介して、蓄電素子11の電圧及び温度等の情報を、基板ユニット20の基板200に伝達する。また、検出線13aは、基板200の制御によって、電圧が高い蓄電素子11を放電させて、蓄電素子11間の電圧をバランスさせる機能も有している。
Further, a
外装体18は、蓄電ユニット10の外装体を構成する矩形状(箱状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体18は、蓄電素子11等の外方に配置され、蓄電素子11等を所定の位置で固定し、衝撃などから保護する。ここで、外装体18は、外装体18の本体を構成する外装体本体14と、外装体本体14を支持する外装体支持体15と、外装体18の蓋体(外蓋)を構成する外装体蓋体17と、を有している。
The
図3は、実施の形態に係る外装体本体14の概略構成を示す斜視図である。外装体本体14は、複数の蓄電素子11を収容する筐体の一例である。外装体本体14は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジングである。外装体本体14は、例えば、PC、PP、PE等の絶縁部材により形成されている。外装体本体14は、Y軸方向に長尺な矩形板状の底体41と、底体41の周縁部から全周にわたって立設した矩形筒状の周壁部42とを有している。周壁部42のZ軸プラス方向の端部が開口を有している。周壁部42は、底体41の短辺に対応する一対の短側壁421と、底体41の長辺に対応する一対の長側壁422とを備えている。一対の短側壁421はY軸方向で対向しており、一対の長側壁422はX軸方向で対向している。各長側壁422には、Z軸方向に長尺な略矩形状の長孔423がY軸方向に沿って並ぶように複数形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the exterior body
底体41には、隣り合う全ての蓄電素子11の間にそれぞれ配置される複数のスペーサ部43が設けられている。本実施の形態では、15個のスペーサ部43がY軸方向に並んで配列されている。また、底体41における内底面には、上方に突出した複数の台座部411が設けられている。各台座部411は、X軸方向に長尺な略矩形状を有している。台座部411は、隣り合うスペーサ部43同士の間及び両端のスペーサ部43と短側壁421との間のそれぞれに設けられている。各台座部411は、各蓄電素子11を下方から支持する(図6等参照)。
The
図4は、実施の形態に係るスペーサ部43の概略構成を示す上面図である。図5は、実施の形態に係るスペーサ部43の一部を断面で示す断面斜視図である。なお、本実施の形態では、各スペーサ部43は全て同形状である。このため、ここでは、一つのスペーサ部43の構造について詳細に説明する。
FIG. 4 is a top view showing a schematic configuration of the
図4及び図5に示すように、スペーサ部43は、一方の長側壁422から他方の長側壁422まで連続するようにY軸方向に沿って延設されている。スペーサ部43は、Y軸方向の両端部を除く部分が断面視略H形状に形成されている。具体的には、スペーサ部43は、一対のフランジ部44と、連結部45とを備えている。一対のフランジ部44は、それぞれX軸方向に延設され、Y軸方向で所定の間隔をあけて配置されている。各フランジ部44の外側面は平面状であり、一対の外側面がなす、Y軸方向における幅が下方に向かうほど広くなるように傾斜している。つまり、一対のフランジ部44は、末広がった形状となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、各フランジ部44の外側面には、Z軸方向に沿って延設された複数のリブがX軸方向に所定の間隔をあけて設けられている。各リブは、蓄電素子11の容器11aの長側面に対して対向する。複数のリブには、複数の第一リブ51と、複数の第二リブ52とが含まれている。複数の第一リブ51と複数の第二リブ52とは、フランジ部44の外側面のX軸方向における中心線を基準とした線対称となるように配置されている。具体的には、各フランジ部44の外側面に対して、第一リブ51が2つ、第二リブ52が5つ設けられている。第一リブ51及び第二リブ52の並び順は、X軸方向におけるフランジ部44の一端部から他端部にかけて、第二リブ52、第一リブ51、第二リブ52、第二リブ52、第二リブ52、第一リブ51、第二リブ52となっている。また、複数の第一リブ51と複数の第二リブ52とは、一対のフランジ部44の外側面においてX軸方向で同位置に配置されている。上述したように、複数のスペーサ部43は同形状であるので、全てのスペーサ部43において、複数の第一リブ51と複数の第二リブ52とがX軸方向及びZ軸方向で同位置に配置されている。
Further, on the outer surface of each
なお、ここでは、複数のリブがフランジ部44の外側面にのみ設けられる場合を例示したが、スペーサ部43におけるY軸方向の両端部、つまり断面視略H形状に形成されていない部分に対してリブが設けられていてもよい。
Although the case where the plurality of ribs are provided only on the outer surface of the
図6は、実施の形態に係る第一リブ51の近傍を切断した場合のスペーサ部43の断面図である。図6及び後述する図7において、破線L1は第一状態における蓄電素子11の外形を示している。また、二点鎖線L2は第二状態における蓄電素子11の外形を示している。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
図4~図6に示すように、第一リブ51は、第一状態における蓄電素子11に対して接触する部位である。具体的には、第一リブ51は、基部511と、凸条部512とを有している。基部511は、フランジ部44の外側面から突出しており、フランジ部44の下端から上端までZ軸方向に沿って延設されている。基部511におけるフランジ部44とは反対側の面は、上端部がR形状に形成されており、上端部よりも下方が平面状に形成されている。ここで、フランジ部44の外側面とZ軸方向とがなす鋭角側の角度をαとすると、基部511の平面部513は、当該平面部513とZ軸方向とがなす鋭角側の角度βが角度αよりも小さくなるように、Z軸方向に対して傾斜している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
凸条部512は、基部511の平面部513(表面)から突出し、Z軸方向に沿って延設された部位である。凸条部512は、X軸方向における平面部513の中央部分に配置されている。凸条部512は、基部511の下端から平面部513の上部までZ軸方向に沿って延設されている。凸条部512は、上端部(他端部側)が誘い部514であり、上端部よりも下方(一端部側)が保持部515である。
The protruding
保持部515は、第一状態の蓄電素子11が収容された際に当該蓄電素子11に当接する部位である。具体的には、保持部515は、フランジ部44とは反対側の面が第一状態の蓄電素子11に接触する接触面516である。接触面516は、平面状に形成されている。接触面516は、当該接触面516とZ軸方向とがなす鋭角側の角度γが角度βよりも小さくなるように、Z軸方向に対して傾斜している。このため、接触面516の下端部は、フランジ部44の外側面から最も突出することとなるので、第一状態の蓄電素子11の下端部に対して接触面516の下端部が接触する(図6の破線L1参照)。この場合には、接触面516における下端部以外の部位は、第一状態の蓄電素子11には接触していない。
The holding
誘い部514は、保持部515よりも他端部側に配置された部位である。誘い部514におけるフランジ部44とは反対側の面は、接触面516に対して連続した平面状の傾斜面517である。傾斜面517は、当該傾斜面517とZ軸方向とがなす鋭角側の角度θが角度αよりも大きくなるように、Z軸方向に対して傾斜している。つまり、角度θは、角度β、角度γよりも大きい。
The guiding
第一状態の蓄電素子11は、上述したように、下端部のみが接触面516に接触している。蓄電素子11が膨らんで第二状態になると、図6の二点鎖線L2に示すように、蓄電素子11の容器11aは、保持部515の接触面516の全体と誘い部514の傾斜面517の全体とに対して接触する。これにより、第二状態の蓄電素子11が位置決めされる。ついで蓄電素子11の容器11aが膨張すると、接触面516の全体と傾斜面517の全体に対して密着し、当該部位においてはそれ以上の膨張が遮られ、蓄電素子11が拘束される。さらに蓄電素子11の膨張が進行すると、容器11aに対して凸条部512とともに基部511もくい込むこととなる。これにより、蓄電素子11が強固に拘束されることになる。このように、誘い部514は、第一状態における蓄電素子11に対して非接触であり、第二状態における蓄電素子11に対して接触する。
As described above, only the lower end of the
ここで、誘い部が設けられていない凸条部512aを想定する(図6では一点鎖線で図示)。この凸条部512aでは、誘い部がないために保持部515aが上方に延長されている。つまり、第二状態の蓄電素子11を拘束する部分が増加する。蓄電素子11は、容器11aの中央部に近い位置が圧迫されると、それだけ内部の電極体に対する負荷も大きくなって、劣化が進行してしまう。上方に延長された凸条部512aであると、それだけ容器11aの中央部の近くを圧迫することになるが、本実施の形態のように上端部に誘い部514が設けられた凸条部512であれば、凸条部512の全長を短くすることができる。具体的には、角度θを角度γより大きくすることで凸条部512の全長を短くすることができる。これにより、容器11aの中央部の近くが圧迫されることを抑制できる。
Here, it is assumed that the protruding
また、角度γが角度θよりも小さいために、接触面516は傾斜面517よりも第二状態の蓄電素子11に対して密着しやすい。つまり、保持部515の方が誘い部514よりも安定して蓄電素子11を拘束することができる。安定した拘束性を発揮するためには、保持部515の全長(Z軸方向での長さ)を誘い部514の全長よりも長くすればよい。特に、保持部515の全長は、誘い部514の全長の2倍以上であればよく、5倍以上であればよりよい。
Furthermore, since the angle γ is smaller than the angle θ, the
図7は、実施の形態に係る第二リブ52の近傍を切断した場合のスペーサ部43の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図4、図5、図7に示すように、第二リブ52は、第一状態における蓄電素子11に対して非接触な部位である。第二リブ52は、第一リブ51の基部511と同形状である。具体的には、第二リブ52はフランジ部44の外側面から突出しており、フランジ部44の下端から上端までZ軸方向に沿って延設されている。第二リブ52におけるフランジ部44とは反対側の面は、上端部がR形状に形成されており、上端部よりも下方が平面状に形成されている。この平面状の部分を当接面521と称す。
As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the
上述したように、第二リブ52は、第一リブ51の基部511と同形状であるが、第一リブ51とは異なり凸条部512を有していない。このため、第二リブ52は、第一状態の蓄電素子11に対して非接触となる(図7の破線L1参照)。一方、蓄電素子11が膨らんで第二状態になると、図7の二点鎖線L2に示すように、蓄電素子11の容器11aは、第二リブ52の当接面521に対して接触する。これにより、第二状態の蓄電素子11に対する接触面積が増加する。ついで蓄電素子11の容器11aが膨張すると、当接面521に対して密着し、当該部位においてはそれ以上の膨張が遮られ、蓄電素子11が拘束される。さらに蓄電素子11の膨張が進行すると、容器11aに対して第二リブ52がくい込むこととなる。これにより、蓄電素子11が強固に拘束されることになる。このように、第二リブ52は、第一状態における蓄電素子11に対して非接触であり、第二状態における蓄電素子11に対して接触する。
As described above, the
次に、隣り合うスペーサ部43同士の間に蓄電素子11を収容する際について説明する。図8は、実施の形態に係るスペーサ部43間に蓄電素子11を収容する際の、第一リブ51近傍の状態を示す断面図である。図9は、実施の形態に係るスペーサ部43間に蓄電素子11を収容する際の、第二リブ52近傍の状態を示す断面図である。
Next, the case where the
図8及び図9に示すように、隣り合うスペーサ部43同士の間に対し、上方から第一状態の蓄電素子11がZ軸方向に沿って挿入される。挿入時には、図8に示すように、隣り合う一対のスペーサ部43のそれぞれの第一リブ51間を蓄電素子11が下降する。このとき、蓄電素子11の下端部の一方の角部が一方の第一リブ51の誘い部514によって案内されながら下降する。さらに下降が進行すると、蓄電素子11の下端部の一方の角部が一方の第一リブ51の保持部515に案内されながら下降する。なお、挿入時には蓄電素子11が揺れる場合もあるので、他方の角部も他方の第一リブ51の誘い部514や保持部515に案内されることになる。これにより、蓄電素子11は、挿入に伴って適正な位置に案内される。なお、図9に示すように、挿入時においては、蓄電素子11は、第二リブ52に対して接触しない。このように、挿入時における接触面積が低減されている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
なお、本実施の形態では、フランジ部44の外側面と、平面部513と、接触面516と、傾斜面517と、当接面521とがそれぞれ平面状である場合を例示したが、これらの少なくとも一つが凸状あるいは凹状に湾曲した湾曲面であってもよい。
In addition, in this embodiment, the case where the outer surface of the
また、複数の第一リブ51と複数の第二リブ52とは、図3に示すように外装体本体14の一対の短側壁421の内面に対しても設けられていてもよい。短側壁421に備わる複数の第一リブ51及び複数の第二リブ52は、スペーサ部43に備わる複数の第一リブ51及び複数の第二リブ52と形状、設置個数、設置箇所が同等となっている。これにより、Y軸方向で両端に配置された一対の蓄電素子11も、Y軸方向において第一リブ51同士で挟まれるとともに、第二リブ52同士で挟まれることとなる。
Further, the plurality of
図5に示すように、連結部45は、XY平面に平行な平板状に形成されており、一対のフランジ部44間において、Y軸方向に延設されている。連結部45は、各フランジ部44のZ軸方向の中間部分に接続され、各フランジ部44を連結している。このため、連結部45の上方及び下方には凹部46、47が形成されている。連結部45の上部の凹部46には、スペーサ11d(図2参照)が嵌合される。これにより、隣り合う蓄電素子11間にスペーサ11dが配置されている。
As shown in FIG. 5, the connecting
図2に示すように、外装体支持体15及び外装体蓋体17は、外装体本体14を保護(補強)する部材である。外装体支持体15及び外装体蓋体17は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材により形成されている。なお、外装体支持体15及び外装体蓋体17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かまわない。
As shown in FIG. 2, the
外装体支持体15は、外装体本体14を下方(Z軸マイナス方向)から支持する部材であり、底部15aと、基板ユニット取付部16と、接続部15b及び15cと、を有している。底部15aは、蓄電装置1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、外装体本体14の下方に配置される。基板ユニット取付部16は、底部15aのY軸マイナス方向側の端部からZ軸プラス方向に立設された平板状かつ矩形状の部位であり、基板ユニット20が取り付けられる。接続部15bは、基板ユニット取付部16のZ軸プラス方向側の端部に配置され、Y軸マイナス方向に突出する部位であり、外装体蓋体17と接続される。接続部15cは、底部15aのY軸プラス方向側の端部から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部位であり、外装体蓋体17と接続される。
The
外装体蓋体17は、外装体本体14の開口を塞ぐように配置される部材であり、天面部17aと、接続部17b及び17cと、を有している。天面部17aは、蓄電装置1の上面部を構成する、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、外装体本体14の上方に配置される。接続部17bは、天面部17aのY軸マイナス方向側の端部に配置され、Y軸マイナス方向に突出する部位であり、外装体支持体15の接続部15bと接続される。接続部17cは、天面部17aのY軸プラス方向側の端部から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、外装体支持体15の接続部15cと接続される。このように、外装体支持体15及び外装体蓋体17は、外装体本体14を上下方向から挟み込んだ状態で、接続部15b及び15cと接続部17b及び17cとがネジ止め等で接続されることで固定される構成となっている。
The
基板ユニット20は、蓄電ユニット10が有する蓄電素子11の状態の監視、及び、蓄電素子11の制御を行うことができる機器である。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。具体的には、基板ユニット20は、蓄電ユニット10の外装体18が有する外装体支持体15に設けられた基板ユニット取付部16に、回動可能に取り付けられる。
The
[2 効果の説明]
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置1によれば、Y軸方向(第一方向)に沿って配列された複数の蓄電素子11と、複数の蓄電素子11を収容する外装体本体14(筐体)とを備え、外装体本体14は、複数の蓄電素子11のうち、隣り合う一対の蓄電素子11の間に配置されるスペーサ部43を有し、スペーサ部43は、Y軸方向に交差するX軸方向(第二方向)に沿って配列され、X軸方向及びY軸方向に対して交差するZ軸方向(第三方向)に沿って延設された第一リブ51及び第二リブ52を有し、第一リブ51は、第一状態における蓄電素子11に対して接触しており、第二リブ52は、第一状態における蓄電素子11に対して非接触であり、かつ第一状態よりも膨らんだ第二状態における蓄電素子11に対して接触する。
[2. Explanation of effects]
As described above, according to the
これによれば、第一状態における蓄電素子11に対して第一リブ51が接触しているので、蓄電素子11をZ軸方向に沿って外装体本体14に挿入する際に、当該第一リブ51が蓄電素子11をガイドすることができる。一方、第二リブ52は第一状態における蓄電素子11に対して非接触であるために、挿入時に蓄電素子11に対して不要な負荷が作用しない。これにより蓄電素子11をスムーズに外装体本体14に挿入することができる。
According to this, since the
また、蓄電素子11が膨張して第二状態になると、第二リブ52に対して接触することとなる。つまり、第二状態では蓄電素子11は、第一リブ51と第二リブ52とに接触する。第一状態よりも第二状態の方が多くの点で蓄電素子11の移動を規制することができるので、膨張した蓄電素子11を確実に保持することが可能である。
Further, when the
このように、外装体本体14に対する蓄電素子11のスムーズな挿入を可能とするとともに、膨張後の蓄電素子11をより確実に位置規制することができる。
In this way, it is possible to smoothly insert the
また、第一リブ51は、Z軸方向における一端部側に配置され、第一状態における蓄電素子11に対して接触する保持部515と、保持部515よりも他端部側に配置され、第一状態における蓄電素子11に対して非接触であり、第二状態における蓄電素子11に対して接触する誘い部514と、を備えている。
Moreover, the
これによれば、第一リブ51の誘い部514は、第一状態における蓄電素子11に対して非接触であるので、第一リブ51の全体が当該蓄電素子11に接触することを抑制することができる。例えば、第一リブ51の全体が蓄電素子11に接触していると、誘い部514がある場合と比べて蓄電素子11に対する接触面積が大きいために、それだけ蓄電素子11の膨張を阻害することとなる。つまり、膨張当初においては蓄電素子11に対する負荷が大きくなってしまう。しかしながら、誘い部514が設けられていれば、蓄電素子11に対する接触面積を小さくすることができるので、膨張当初における蓄電素子11に対する負荷を抑制することが可能である。
According to this, the
また、保持部515は、第一状態の蓄電素子11に接触する接触面516を有し、誘い部514は、接触面516に連続し、Z軸方向に対して傾斜した傾斜面517を有している。
Further, the holding
これによれば、誘い部514が、Z軸方向に対して傾斜した傾斜面517を有しているので、挿入時に蓄電素子11が傾斜面517に接触したとしても、スムーズに蓄電素子11を保持部515まで案内することができる。したがって、蓄電素子11を適正な位置により確実に案内することができる。
According to this, since the guiding
また、第一リブ51は、Z軸方向に沿って延設された基部511と、基部511の表面から突出し、Z軸方向に沿って延設された凸条部512とを有し、凸条部512は、保持部515及び誘い部514を有する。
Further, the
これによれば、第一リブ51の凸条部512が保持部515及び誘い部514を有しているので、蓄電素子11に対する接触面積を小さくすることができる。したがって、蓄電素子11をスムーズに外装体本体14に挿入することができる。
According to this, since the protruding
また、第二リブ52は、第一リブ51の基部511と同形状である。
Further, the
これによれば、第二リブ52が、第一リブ51の基部511と同形状であるので、第一リブ51の一部と第二リブ52とを共通化することができる。このため、第二リブ52における蓄電素子11に対する接触面積を必然的に第一リブよりも大きくすることができる。したがって、第二状態の蓄電素子11に対する接触面積をより大きくすることができるので、第二状態の蓄電素子11をより確実に保持することが可能である。
According to this, since the
また、保持部515の全長は、誘い部514の全長の2倍以上である。
Further, the total length of the holding
これによれば、保持部515の全長が誘い部514の全長の2倍以上であるので、蓄電素子11に対する拘束性をより安定させることが可能である。
According to this, since the total length of the holding
また、本実施の形態では、隣り合う一対のスペーサ部43において、複数の第一リブ51がX軸方向で同位置に配置されている。一対のスペーサ部43の各第一リブ51は、位置決め時にX軸方向で同じ箇所で蓄電素子11に接触する。これにより、蓄電素子11は、Y軸方向で対向する一対の第一リブ51によりX軸方向の同位置で挟持される。このため、蓄電素子11をバランスよく挟持することができ、位置決めの安定性を高めることができる。
Further, in this embodiment, the plurality of
また、蓄電素子11の各長側面に接触する第一リブ51は、少なくとも2つである。これにより、位置決め時に蓄電素子11がX軸方向に対して傾くことを抑制することができる。
Further, there are at least two
また、隣り合う一対のスペーサ部43において、複数の第一リブ51と複数の第二リブ52とがX軸方向で同位置に配置されている。これにより、蓄電素子11が第二状態になったとしても、複数の第一リブ51及び複数の第二リブ52によって、X軸方向の同位置で圧迫される。このため、蓄電素子11をバランスよく圧迫することができる。
Moreover, in a pair of
[3 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、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、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いと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
[3 Description of modification]
Although the
例えば、上記実施の形態では、複数のスペーサ部43の全てに第一リブ51及び第二リブ52が設けられている場合を例示したが、少なくとも一つのスペーサ部43が第一リブ51及び第二リブ52を有していればよい。具体的には、一つの蓄電素子11をY軸方向で挟む一対のスペーサ部43のうち、一方のスペーサ部43が第一リブ51及び第二リブ52を有していれば、一つの蓄電素子11の挿入性と保持性とを確保することができる。
For example, in the above embodiment, the case where all the plurality of
また、上記実施の形態では、第一リブ51が凸条部512を有している場合を例示した。しかしながら、第一リブ51が第一状態における蓄電素子11に対して接触するのであれば、その形状は如何様でもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、第二リブ52が第一リブ51の基部511と同形状である場合を例示した。しかしながら、第二リブ52が第一状態における蓄電素子11に対して非接触であり、かつ第二状態における蓄電素子11に対して接触するのであれば、その形状は如何様でもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、本発明は、蓄電装置1として実現することができるだけでなく、所定の方向に配列された複数の蓄電素子11を収容する外装体本体14(筐体)としても実現することができる。
Further, the present invention can be realized not only as the
また、上記実施の形態及びその変形例が備える各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。 Furthermore, the scope of the present invention also includes a configuration constructed by arbitrarily combining each component included in the above embodiment and its modified examples.
本発明は、リチウムイオン二次電池など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
11 蓄電素子
11a 容器
11b 正極端子
11c 負極端子
11d スペーサ
12 バスバーフレーム
13 バスバー
13a 検出線
13b コネクタ
14 外装体本体(筐体)
15 外装体支持体
15a 底部
15b 接続部
15c 接続部
16 基板ユニット取付部
17 外装体蓋体
17a 天面部
17b 接続部
17c 接続部
18 外装体
20 基板ユニット
30 ケーブル
31 正極電源ケーブル
32 負極電源ケーブル
41 底体
42 周壁部
43 スペーサ部
44 フランジ部
45 連結部
46、47 凹部
51 第一リブ
52 第二リブ
100 基板収容部
200 基板
411 台座部
421 短側壁
422 長側壁
423 長孔
511 基部
512 凸条部
512a 凸条部
513 平面部
514 誘い部
515 保持部
515a 保持部
516 接触面
517 傾斜面
521 当接面
L1 破線
L2 二点鎖線
α 角度
β 角度
γ 角度
θ 角度
1
15
Claims (5)
前記複数の蓄電素子を収容する筐体とを備え、
前記筐体は、前記複数の蓄電素子のうち、隣り合う一対の蓄電素子の間に配置されるスペーサ部を有し、
前記スペーサ部は、前記第一方向に交差する第二方向に沿って配列され、前記第一方向及び前記第二方向に対して交差する第三方向に沿って延設された第一リブ及び第二リブを有し、
前記第一リブは、第一状態における前記蓄電素子に対して接触しており、
前記第二リブは、前記第一状態における前記蓄電素子に対して非接触であり、かつ前記第一状態よりも膨らんだ第二状態における前記蓄電素子に対して接触し、
前記第一リブは、
前記第三方向における一端部側に配置され、前記第一状態における前記蓄電素子に対して接触する保持部と、
前記保持部よりも他端部側に配置され、前記第一状態における前記蓄電素子に対して非接触であり、前記第二状態における前記蓄電素子に対して接触する誘い部と、を備えている
蓄電装置。 a plurality of power storage elements arranged along a first direction;
A casing that accommodates the plurality of power storage elements,
The casing includes a spacer portion disposed between a pair of adjacent power storage elements among the plurality of power storage elements,
The spacer portion is arranged along a second direction that intersects the first direction, and includes first ribs and second ribs that extend along a third direction that intersects the first direction and the second direction. has two ribs,
The first rib is in contact with the electricity storage element in the first state,
The second rib is not in contact with the power storage element in the first state, and is in contact with the power storage element in a second state that is more swollen than the first state ,
The first rib is
a holding portion disposed on one end side in the third direction and in contact with the electricity storage element in the first state;
an invitation part that is disposed closer to the other end than the holding part, is not in contact with the electricity storage element in the first state, and is in contact with the electricity storage element in the second state.
Power storage device.
前記誘い部は、前記接触面に連続し、前記第三方向に対して傾斜した傾斜面を有している
請求項1に記載の蓄電装置。 The holding portion has a contact surface that contacts the electricity storage element in the first state,
The power storage device according to claim 1 , wherein the invitation portion has an inclined surface that is continuous with the contact surface and is inclined with respect to the third direction.
前記凸条部は、前記保持部及び前記誘い部を有する
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The first rib has a base extending along the third direction, and a convex portion protruding from the surface of the base and extending along the third direction,
The power storage device according to claim 1 , wherein the protruding portion includes the holding portion and the inviting portion.
請求項3に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 3 , wherein the second rib has the same shape as the base of the first rib.
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 total length of the holding portion is at least twice the total length of the inviting portion.
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