WO2015151884A1 - 蓄電池装置 - Google Patents

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WO2015151884A1
WO2015151884A1 PCT/JP2015/058585 JP2015058585W WO2015151884A1 WO 2015151884 A1 WO2015151884 A1 WO 2015151884A1 JP 2015058585 W JP2015058585 W JP 2015058585W WO 2015151884 A1 WO2015151884 A1 WO 2015151884A1
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WO
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battery
storage battery
unit
storage
cover
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Application number
PCT/JP2015/058585
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French (fr)
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将範 山田
功 樋口
鈴木 亨
Original Assignee
日本電気株式会社
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Publication date
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Priority to US15/301,069 priority patent/US20170025719A1/en
Priority to EP15773038.3A priority patent/EP3128575A4/en
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    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/46Accumulators structurally combined with charging apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/10Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
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    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
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    • H01M50/276Inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a storage battery device including a plurality of battery modules.
  • the present invention relates to a storage battery device having a low center of gravity and good accessibility to a battery module even with a relatively simple configuration.
  • the storage battery device includes a plurality of rechargeable battery modules, and discharges electricity charged in them as necessary. Examples of usage modes of such storage battery devices include, for example, discharging electricity charged in the middle of the night at low electricity charges in the daytime, or discharging electricity charged in the daytime by solar power generation in the nighttime, etc. Can be mentioned.
  • the storage battery device may be used as an emergency power source during a power failure. Conventionally, such storage battery devices are often installed in factories, offices, commercial facilities, and the like. In recent years, such storage battery devices have been installed in ordinary houses and the like.
  • Patent Document 1 in order to reduce the size and facilitate maintenance of a storage battery device for home use, the stacked batteries are held in a movable manner by rails, and the front surface of the housing (slightly tall and deep). A configuration is disclosed in which the housing can be pulled out to the side of the housing having a relatively small size. Further, the stacked battery modules are arranged in the lower stage of the storage battery device, and the power conditioner and the control unit are arranged in the upper stage.
  • Cited Document 1 since the heavy battery is arranged in the lower stage, an advantage that the center of gravity of the entire apparatus is lowered can be expected.
  • the arrangement is such that the width direction of the battery is orthogonal to the depth direction of the device, there are the following concerns. That is, for the battery module on the back side, it is necessary to perform maintenance or the like by pulling the battery to the front side.
  • the battery module since the battery module is originally held via the rail, the structure is complicated, and it is considered that the weight balance of the entire apparatus becomes unstable when a heavy battery is pulled out.
  • an object of the present invention is to provide a storage battery device having a low center of gravity and good accessibility to a battery module even with a relatively simple configuration.
  • a storage battery device is as follows: At least one battery unit including a battery stack in which a plurality of battery modules are stacked; A charger / discharger for managing charge / discharge of the battery module;
  • a storage battery device comprising: The battery module has a relationship of C>B> A where A is the thickness, B is the width, and C is the height, and the battery module has a width direction in the depth direction of the storage battery device.
  • Arranged to extend to The said battery part is arrange
  • the battery unit since the battery unit is arranged below the charger / discharger, the center of gravity of the entire apparatus can be lowered.
  • the battery modules are arranged in such a direction that the width direction is the depth direction of the storage battery device, even if the battery modules are not configured to be drawn out using rails or the like, the battery modules are accessible. It becomes good.
  • the battery unit may be “fixedly” attached to a predetermined frame or the like without using a rail or the like. “Fixedly” attached means that the battery is not movable in the attached state, regardless of whether it is fixed to a removable type or fixed to a non-removable type.
  • the “battery cell” refers to an electrochemical cell that is a unit of a battery such as a film-clad battery.
  • the “battery module” refers to a module that includes one or a plurality of battery cells and a case that accommodates the battery cells and outputs predetermined power.
  • the “storage battery unit” means a unit having a plurality of battery modules as described above, and corresponds to the “battery unit” in the claims.
  • “Storage battery device” refers to the entire device including at least one storage battery unit (battery unit) and its control circuit.
  • “Sheet-like heat transfer body” is not only a member formed in a sheet shape in advance, but, for example, a fluid material is filled between the members and is shaped into a final sheet shape. It also includes things like The “sheet shape” includes not only a flat surface but also a surface having irregularities. “Sealed” —When the housing says that the battery module or the like is enclosed in a sealed manner, the term “sealed” means that the battery cell is sealed to such an extent that self-extinguishment can be achieved even if the battery cell ignites. It means being. Not only those that are completely airtight but also those that are substantially airtight. “Substantially parallel” is not limited to a completely parallel state, but includes a state in which the surface is inclined by several degrees but is substantially parallel.
  • FIG. It is a disassembled perspective view of the storage battery unit of one form of the present invention. It is a perspective view which shows an example of a storage battery apparatus. It is a perspective view which shows an example of the external appearance of a storage battery apparatus. It is a perspective view for demonstrating a battery module, a heat conductive board, etc.
  • FIG. It is sectional drawing of a storage battery unit. It is an expanded sectional view which shows the sealing member arrange
  • FIG. 10A is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 10A, and (b) and (c) are enlarged views of a part of (a).
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 10A.
  • (A) is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 10A, and (b) is an enlarged view of a part thereof. It is a figure for demonstrating the attachment state of a storage battery unit. It is a disassembled perspective view of the other form of a storage battery unit.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows typically the structure of the storage battery unit of FIG. It is a perspective view showing typically arrangement of a storage battery unit, a PCS unit, etc. in a storage battery device concerning one form of the present invention. It is a perspective view which shows the state which arranges and accommodates four battery modules in a flat state. It is a figure which shows various arrangement
  • the storage battery device 1 of this embodiment is for stationary use including two storage battery units 10, a junction box 91, a PCS (Power Conditioner System) unit 92, and a frame 80 that holds them. It is a power supply device.
  • the external appearance (housing 110) of the storage battery device 1 is as shown in FIG. 3 as an example. A detailed description of the configuration of the storage battery device 1 and its housing 110 will be given later.
  • the storage battery unit 10 includes a battery stack 30 in which a plurality of battery modules 20 are stacked, and a sealed housing 50 that houses the battery stack 30.
  • the hermetic housing 50 includes a pair of battery covers 51 and 56 disposed so as to face each other.
  • the battery stack 30 has eight battery modules 20 electrically connected in series.
  • the number of battery modules 20 is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more.
  • the battery module 20 may be formed thin as a whole as shown in FIG. 4 as an example.
  • the battery module 20 has a thin rectangular parallelepiped storage case 21 in which one or a plurality of battery chemical cells (not shown) are stored.
  • the outer surface of the storage case 21 (in other words, the outer surface of the battery module 20) is defined.
  • reference numeral 22 is a main surface (only one is shown)
  • reference numeral 23 is a short side surface
  • reference numeral 24 is a long side surface.
  • positive and negative terminals 25a and 25b are formed on the upper side surface 23, positive and negative terminals 25a and 25b are formed.
  • the terminals 25a and 25b are structural portions protruding from the side surface 23.
  • the material of the housing case 21 can be variously selected.
  • the housing case 21 may be made of a resin case 27 with metal covers 28 and 28 attached to the surface thereof.
  • the metal cover 28 may cover the main surface 22 entirely and further partially cover the side surfaces 23 and 24. By attaching such a cover 28 to each main surface 22, 22 of the storage case 21, almost the entire battery module 20 may be covered with the metal cover 28.
  • a storage case made entirely of a resin material or a metal material may be used.
  • the internal heat can be satisfactorily transmitted to the outside of the battery module. According to the above configuration, heat is transmitted via the metal cover 28. It becomes possible to transmit to the external heat radiating member satisfactorily.
  • the corner portion of the housing case 21 (the connection portion between the side surface 23 and the side surface 24) is formed in an R shape. Further, insertion holes 22h that penetrate the case in the thickness direction are formed in the vicinity of the four corners of the housing case 21, and a plurality of fixing holes (not shown) are tightened into the insertion holes 22h to tighten a plurality of holes.
  • the battery module 20 is fixed.
  • angular part R formed in the storage case 21 does not need to be formed. Also, regarding the insertion hole 22h, it is sufficient that one or two or more are formed at an arbitrary place.
  • a film-clad battery configured as a lithium ion secondary battery
  • a film-clad battery has a battery element in which positive and negative plates are alternately laminated via separators, and the battery element is enclosed in an exterior film such as a laminate film together with an electrolytic solution.
  • the voltage of one battery chemical cell may be in the range of 3.0V to 5.0V or 3.0V to 4.0V.
  • the plurality of battery modules in the housing case 21 may be all connected in series, or a combination of series connection and parallel connection.
  • the specific arrangement is not limited, for example, 2 to 4 battery chemical cells may be housed in the case in a state of being stacked in the thickness direction. More specifically, there may be a configuration in which power-of-two (for example, two, four) electrochemical cells are built in from the theoretical affinity with the charge / discharge protection device.
  • a household storage battery since it is necessary to output a single-phase three-wire AC200V similar to the AC power supplied from an electric power company to a general household, a household storage battery includes a battery connected in series.
  • a laminate-type lithium ion battery film-clad battery
  • a configuration in which the number of series in the battery unit is 64 series, or a configuration in which the number of series in the battery unit is 32 series and two are connected in series may be employed.
  • 16 or 8 modules may be connected in series in the battery unit.
  • the battery stack 30 is a subassembly that is assembled in a state where a plurality of battery modules 20 are stacked.
  • eight battery modules 20 are arranged (stacked) in the thickness direction.
  • End plates 31 and 31 are disposed at both ends of the laminate.
  • the partition plate 32 is arrange
  • the end plate 31 and the partition plate 32 may be sheet metal members as an example, and have a role of pressing the battery module 20 and a role of fixing the battery module 20 to support members 45 and 46 described later. In order to play the latter role, the end plate 31 and the partition plate 32 have extending portions 31a and 32a in part thereof. On the distal end side of the extending portions 31a and 32a, a fixing portion in which a hole for passing a fixing screw is formed is formed, and this portion is fixed to a support member 46 described later.
  • a fixing portion in which a hole for passing a fixing screw is formed at the end portion on the opposite side (the left side in FIG. 1) of the extending portions 31a and 32a. This portion is fixed to a support member 45 described later.
  • the size of the end plate 31 and the partition plate 32 may be, for example, the same or substantially the same size as each battery module 20, or may be one size larger than that as shown in FIG. Good.
  • the rods (four in one example) for fixing the entire battery module 20 include an end plate 31, four battery modules 20, a partition plate 32, the other four battery modules 20, The other end plates 31 may be configured to pass through in the order. Fixing is performed by tightening a nut to the tip of this rod.
  • each battery module 20 in the battery stack 30 may be a series connection or a combination of a series connection and a parallel connection.
  • the electrical connection can be performed using a bus bar (details will be described later), a cable, or the like.
  • the battery stack 30 may also have one or more temperature sensors (not shown) that measure the temperature of the battery module 20.
  • the battery stack 30 includes a power connection portion 37 for taking out power and a signal connection portion 38 for taking out a detection signal from a temperature sensor or the like.
  • a power connection portion 37 for taking out power for example, an opening may be formed in one battery cover 56, and a predetermined connector may be attached thereto.
  • a connector having waterproof performance may be used as such a connector.
  • the battery cover 51 may be formed by pressing a single plate material (for example, deep drawing press processing).
  • the battery cover 51 has a shape like a bathtub as a whole, or in other words, a shape including a seamless cup portion having a predetermined depth.
  • the battery cover 51 is depicted as being convex upward, but the battery cover 51 includes a cover surface 51a corresponding to the bottom surface of the cup portion, and four side surfaces 51b ⁇ extending from the peripheral edge of the cover surface 51a. 1 to 51b-4 (hereinafter collectively referred to as “side surface 51b”) and a flange portion 51f formed at the end of the side surface 51b.
  • connection portion between the cover surface 51a and each side surface 51b and the connection portion between the adjacent side surfaces 51b are formed as gently curved R portions.
  • the curvature radius of the curved portion may be 25 mm or more (for example, the material thickness is 1.5 mm or more and 2.5 mm or less), and more specifically, May be 30 mm or more.
  • the material of the battery covers 51 and 56 may be, for example, a rolled steel plate or a stainless steel plate.
  • the thickness of the material of the battery covers 51 and 56 may be within a range of, for example, 1.2 mm to 2.0 mm, depending on the final unit size and the like.
  • the cover surface 51a may be a flat surface that is not particularly processed, or may be processed to be uneven. Such a concavo-convex shape can be designed from various viewpoints, but may be formed with the intention of improving rigidity and heat dissipation, for example.
  • the side surface 51b may be formed substantially perpendicular to the cover surface 51a, or may have a draft taper of about 1 ° to 3 °.
  • the flange portion 51f is formed in a planar shape so as to extend within one virtual reference plane (not shown), and the overall contour shape is a rectangle.
  • One sealed space is formed between the pair of covers 51 and 56 by abutting and fixing the flange portion 51f of one battery cover 51 and the flange portion 56f of the other battery cover 56.
  • the flange portions 51f and 56f can be fixed by fixing screws, welding, rivets or the like. If necessary, a plurality of insertion holes (not shown) for passing fixing screws or the like may be formed in the flange portions 51f and 56f.
  • the insertion hole may be formed by pressing, or may be formed by secondary processing using a drill or the like.
  • grooves 51d and 56d having a predetermined depth are formed in the flange portions 51f and 56f of the battery covers 51 and 56 as shown in FIG. 6, and formed by these grooves 51d and 56d.
  • the seal member Sa may be disposed in the space.
  • the grooves 51d and 56d are preferably formed over the entire circumference of the flange portion.
  • the contour shape (not shown) of the groove may be a quadrangle. In this example, there is only one groove, but two grooves on the inner side and the outer side may be formed.
  • the dimensions of the grooves 51d and 56d can be variously changed.
  • the depth of the flange portions 51f and 56f is 0.8 mm to 1.0 mm (the final thickness is 1.6 mm).
  • the height of the space may be about 1.6 mm to 2.0 mm), and the groove width may be in the range of 6 mm to 12 mm.
  • the grooves 51d and 56d of both flange portions 51f and 56f may have the same shape, but may have different depths and / or widths. Or it is good also as a structure which provides a groove
  • the grooves are preferably formed by press working from the viewpoint of workability and manufacturing cost, but are not necessarily limited to this, and other processing methods may be used.
  • the seal member Sa is a member having elasticity by way of example. Such a sealing member Sa is sandwiched so as to be compressed between the flange portions 51f and 56f, thereby ensuring airtightness. In the case of press working, it may be difficult to ensure the flatness of the flange portions 51f and 56f. However, by adopting a configuration in which an elastic seal member Sa is interposed as in the present embodiment, the flange portion 51f is temporarily provided. Even if the flatness of 56f is not sufficient, good airtightness can be secured, and self-extinguishing properties can be ensured.
  • the seal member Sa may be formed in a shape corresponding to the grooves 51d and 56d in advance, but is not limited thereto.
  • a foamable seal member that fills the spaces in the grooves 51d and 56d by disposing a seal member having a certain degree of fluidity in the groove and expanding and expanding the seal member may be used.
  • a configuration may be adopted in which a sealing member having a thickness of about 4 mm during foaming is compressed and disposed in a space having a height of about 2 mm (that is, the compressibility of the foamable sealing member is about 50%).
  • seal members such as seal rings and gaskets may be used.
  • the seal member does not necessarily have to be disposed in the groove, and may be simply sandwiched between the flange portions 51f and 56f without the groove.
  • the housing 50 may not have a sealing property.
  • the support members 45 and 46 are members obtained by bending a single metal plate into a step shape.
  • the support member 45 will be described by taking the support member 45 as an example.
  • a fixed surface that extends along the side surface 56b-3 of the battery cover 56.
  • 45a a mounting surface 45b that is bent from the lower end of the fixing surface 45a, a connection surface 45c that is bent from the end of the mounting surface 45b, and a bottom that is bent from the lower end of the connection surface 45c.
  • a fixed surface 45d extending in the direction.
  • the other support member 46 basically has a stepped shape similarly to this, but the number and positions of the openings 45h are different.
  • the opening 45h is a portion through which the connection portions 37 and 38 of the battery stack 30 described above are passed.
  • the support members 45 and 46 are an example and are fixed to the inner surface of the battery cover 56 by welding.
  • the state after fixation is schematically shown in FIG.
  • the battery stack 30 is fixed to the housing 50 by fixing a part of the battery stack 30 to the one support member 45 by the fixing screw B1 and fixing the other part to the other support member 46 by the fixing screw B2. Is done.
  • the fixing position of the battery stack 30 (the positions of the mounting surfaces 45b and 46b in FIG. 5) is closer to the center line CL of the housing 50. Become. Thereby, the following effects can be obtained.
  • the storage battery unit 10 is not only in the horizontal orientation as shown in FIG. 5 but also in the vertical orientation (a pair of battery covers 51 and 56 are arranged side by side, not up and down, as shown in FIG. ) May be attached.
  • the fixing position of the battery stack 30 is located near the bottom surface of either one of the covers, the battery stack 30 is held in a cantilevered state when it is in a vertical orientation. .
  • the holding stability may be affected.
  • the fixing position of the battery stack 30 is closer to the center line CL, so that the bias of the center of gravity balance of the battery stack 30 is not significant, and stable holding is realized. Is done.
  • the support member only needs to have a fixing portion attached to the battery cover and an attachment portion to which a part of the battery stack is attached.
  • the mounting surfaces 45b and 46b are located near the middle of the bottom surface of the battery cover 56 and the center line CL.
  • this position can also be changed as appropriate, and a position closer to the center line CL (center). It is also possible to include a position on the line CL) or a position further away from the center line CL.
  • the support member does not necessarily have the same shape.
  • one side surface of the battery module 20 of the battery stack 30 is in thermal contact with the inner surface of one battery cover 51, and the other side surface is the other battery cover 56. It is in thermal contact with the inner surface.
  • the battery module 20 and the battery covers 51 and 56 are in thermal contact with each other through the heat conductive sheets 61 and 62. One or both of the heat conductive sheets may be omitted.
  • the heat conductive sheet 61 is disposed on the side surface 24 on the long side of the battery module 20.
  • the heat conductive sheet 61 may be arranged as one member per one side surface 24 of one battery module 20, or may be arranged as two or three or more members.
  • the material for the heat conductive sheet is not particularly limited as long as it can transfer the heat from the battery module 20 to other external members satisfactorily.
  • the heat conductivity is 1.0. (W ⁇ m -1 ⁇ K -1 ) or more degrees of things, or 10 (W ⁇ m -1 ⁇ K -1) may be of degree or more.
  • the shape it may be a sheet material having a predetermined thickness (for example, within a range of 0.5 mm to 3.0 mm) having elasticity, such as a rectangle, a parallelogram, a trapezoid, a circle, an ellipse, and an oval. It may be a contour shape.
  • the heat conductive sheet may have adhesiveness on one side or both sides.
  • the heat conductive sheet may be flame retardant.
  • the heat conductive sheet may be in close contact with one or both of the battery module side surface and the housing inner surface.
  • the heat conductive sheet may be provided in a compressed state.
  • the thermal conductive sheet or sheets have a ratio of 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more to one side of the battery assembly. May be.
  • the ratio of the heat conductive sheet (s) to one side surface of the battery module (a flat surface portion not including the R portion in the configuration in which the corner R portion is formed) is 50% or more, 60% or more, 70 % Or more, 80% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the heat conductive sheet 61 may be directly attached to the battery module 20, but in this example, the heat conductive sheet 61 is attached to the heat conductive plate 70 as shown in FIG.
  • the heat conductive plate 70 is a sheet metal member, and includes a contact surface 71 sandwiched between main surfaces 22 of adjacent battery modules 20 (only one battery module 20 is shown in FIG. 4) and one side of the contact surface 71.
  • One or a plurality of protrusions 72 that are bent. In this example, the protrusions 72 are provided at two locations and are bent with respect to the contact surface 71.
  • Insertion holes 71h are formed at the four corners of the flat part 71, and the heat conduction plate 70 is fixed between the battery modules 20 by tightening the insertion holes 71h through a fixing rod. ing.
  • the contact surface 71 of the heat conducting plate 70 is in contact with the main surfaces of the two battery modules 20, and the protrusion 72 is in contact with the side surface of the battery module 20. Become. Then, the heat conductive sheet 61 is interposed between the outer surface of the protrusion 72 and the battery cover 51.
  • the heat generated in the battery module 20 is transmitted to the battery cover 51 via the heat transfer plate 70 and the heat conductive sheet 61, and is radiated.
  • a heat conductive sheet is also disposed in the vicinity of the other side surface of the battery module 20 (the side surface on the lower surface side in FIG. 1).
  • FIG. 5 schematically shows such a heat conductive sheet 62.
  • the heat conductive sheet 61 is individually arranged for each side surface of each battery module 20, but the heat conductive sheet 62 has a plurality of battery modules 20 (for example, four battery modules or all eight batteries). A common sheet may be used for the module. In this case, the heat conductive sheet may be in direct contact with the side surface of the battery module 20 without interposing the heat conductive plate 70 as shown in FIG.
  • heat conductive sheet 61 for example, a heat conductive sheet 62 common to the plurality of battery modules 20 may be used.
  • the heat conductive sheet 62 may be configured as a plurality of heat conductive sheets 61 as shown in FIG.
  • the battery covers 51 and 56 have seamless cup portions, and are manufactured by press working (for example, deep drawing press working), so that the following advantages are obtained. . That is, when a sealed housing is configured, for example, a method of manufacturing a box-shaped cover by bending a sheet metal sheet and performing wire welding or the like is also conceivable. In this case, work is troublesome. On the other hand, according to the battery covers 51 and 56 as described above, since they can be formed by press working, they can be easily manufactured and are advantageous in terms of reduction in manufacturing costs.
  • the battery covers 51 and 56 are not formed with a seam unlike the case of welding, the heat conduction / diffusion becomes more uniform, which is preferable from the viewpoint of heat dissipation.
  • the fact that the corners of the battery covers 51 and 56 are R parts facilitates the convection of the air inside and outside the cover (in other words, inside and outside the housing) in addition to being easy to give the shape by pressing. As a result, there is an advantage that the heat dissipation effect is improved.
  • the radius of curvature is, for example, 25 mm or more, more preferably 30 mm or more, the occurrence of turbulent flow at the corners can be effectively suppressed.
  • the storage battery unit 10 is not limited to a specific orientation in use, and can be used in any orientation.
  • the frame 80 is held in a vertically oriented posture (referring to a posture in which the pair of battery covers 51 and 56 are arranged in the horizontal direction instead of the vertical direction).
  • the side surface of the battery module 20 is in thermal contact with the battery covers 51 and 56. That is, the thermal contact places between the battery module 20 and the battery covers 51 and 56 are located on both the left and right sides of the storage battery unit 10 in the use posture. According to such a configuration, although depending on the arrangement relationship of the devices and the like around the storage battery unit 10, air convection is more likely to occur than when the thermal contact points are located on the upper surface and / or the lower surface. A good heat dissipation effect.
  • the above-described effects can be obtained in the same manner when the heat conductive sheets 61 and 62 are disposed only on one of the side surfaces instead of the both side surfaces of the battery module 20.
  • the battery module 20 may be in thermal contact with the battery cover 51 or the battery cover 56 without using the heat conductive sheets 61 and 62.
  • a person skilled in the art will recognize a specific sealed housing as long as the thermal contact position is provided at such a location of the storage battery unit. It will be understood that any shape may be used. That is, not only the battery cover formed by deep drawing as shown in FIG. 1, but also a battery cover formed by welding or the like can be used.
  • a cover 51 ′ formed by bending a plate material and forming a wire welded portion 51a ′ by welding as illustrated in FIG. 17 may be used.
  • the frame 80 (see FIGS. 2 and 10A) to which the storage battery unit 10, the junction box 91, and the like are attached will be described. 2 and 10A are depicted with a partly different configuration of the frame 80, but this is not an essential difference in the present invention, and any configuration may be used. Each member constituting the frame 80 may be made of metal.
  • the frame 80 includes a base plate 88, support columns 81L and 81R erected on both ends of the base plate 88, and horizontal frame members 82 and 83 bridged between the support columns 81L and 81R. have.
  • the frame 80 is configured to provide two upper and lower mounting spaces.
  • Leg portions 89L and 89R are provided on the left and right sides of the lower surface of the base plate 88.
  • Each leg 89L, 89R may be formed by bending a sheet metal member.
  • the leg portions 89L and 89R may be formed with one or a plurality of insertion holes through which a fixing screw is passed.
  • a partition member 87 is disposed between the two support columns 81L and 81R in the vertical direction, thereby forming spaces A1 and A2 in which the storage battery units 10 (see FIGS. 1 and 2) are respectively disposed.
  • the spaces A1 and A2 are arranged side by side in this example.
  • the fixing of the storage battery unit 10 to the frame 80 is not particularly limited, but can be performed using, for example, a mechanical fixing tool such as a fixing bolt or a rivet.
  • the flange portion 51f of the storage battery unit 10 may be fixed to a part of the frame 80 (for example, to one column 81L or 81R and the central partition member 87).
  • the fixture is to fix the unit 10 so as to be removable.
  • the storage battery unit 10 may be fixed via an attachment member 95 as shown in FIGS. 10A and 10B.
  • Such an attachment member 95 has an attachment surface 95 a that is separated from the side surface of the partition member 87 by a predetermined distance. Therefore, even if the outer peripheral portion of the flange portion 51f of the battery cover 51 is not a straight shape but a curved portion 51e as shown in FIG. It becomes possible to attach to.
  • the attachment member 95 used for fixing one storage battery unit 10 is not limited, four may be sufficient as an example.
  • the unit 10 is moved relative to the frame 80 without using a tool, and the fixing is completed when the unit 10 is moved to a predetermined position (for example, a nap fit method). Or the like).
  • FIG. 11 is a transverse cross-sectional view schematically showing a state in which the storage battery unit 10 is attached to the frame 80.
  • the storage battery unit 10 is configured as a sealed housing 50 having a substantially symmetrical shape with the center line CL interposed therebetween as shown in FIG. Therefore, in a state where the flange portion 51f and the like of the storage battery unit 10 are attached to the frame 80, as shown in FIG. 11, the deviation between the attachment reference plane RS and the center of gravity of the storage battery unit 10 (refers to the vertical direction in FIG. 11). And the storage battery unit 10 can be held with a good balance of the center of gravity.
  • both the flange portion of one storage battery unit 10 and the flange portion of the other storage battery unit 10 are fixed to the central partition member 87.
  • one partition member 87 functions as a holding member common to the two units, it is advantageous from the viewpoint of simplifying the structure and reducing the manufacturing cost.
  • bracket members 84L and 84R are bridged in the vertical direction between the upper and lower horizontal frame members 82 and 83.
  • Each bracket member 84L, 84R is an example, and is formed in a substantially U-shape as a whole, and a junction box 91 is attached thereto.
  • holding plates 85-1 and 85-2 are fixed to the horizontal frame members 82 and 83, respectively. More specifically, as an example, the horizontal plane 85a of the upper holding plate 85-1 extends forward, so that the horizontal plane 85a extends in the opposite direction to each other.
  • the lower holding plate 85-2 is attached so that the horizontal surface 85a extends to the back side.
  • a PCS unit 92 is attached between the upper and lower holding plates 85-1, 85-2.
  • the storage battery units 10 are arranged in the horizontal direction in the lower stage of the frame, and the junction box 91 and the PCS unit 92 are arranged in the horizontal direction in the upper stage of the frame.
  • the holding plate 85-2 may have a protrusion 85b as shown in FIG. 10B.
  • each module 10 can be directly accessed, which is convenient.
  • the specific configuration and shape of the frame 80 are not particularly limited.
  • the example of this embodiment has a structure as shown in FIGS. 10C to 10E.
  • the support columns 81L and 81R and the partition member 87 may be provided on the base plate 88 alone, or may have other configurations.
  • the support columns 81L, 81R and the partition member 87 may be fixed using fixing members 97L, 97R, 97C, respectively.
  • protrusions 88f and 88r may be formed on the front end side and the rear end side of the apparatus.
  • the connection portion between the base plate 88 and the legs 89L and 89R and the like may be configured as shown in FIG. 10E.
  • the storage battery unit of this invention may be what is illustrated to FIG. 12, FIG.
  • the storage battery unit 110 includes a base plate 158 on which the battery stack 30 is disposed, and a battery cover 151 shaped to cover the entire battery stack 158.
  • the battery stack 30 is schematically illustrated, but may be substantially the same as that shown in FIG.
  • the positions of the end plates 31 and the extending portions 31a and 32a (parts to which the fixing screws are attached) of the partition plate 32 are changed to the lower side. 158 may be configured to be fixed.
  • the battery cover 151 is formed by pressing a single plate material, and includes a cover surface 151a, four side surfaces extending downward from the peripheral edge of the cover surface 151a, and an end of the side surface 151b. And a flange portion 151f formed in the portion.
  • the battery cover 151 may have an aspect ratio (dw: dh) in the range of, for example, about 1: 0.3 to 1: 4.
  • the aspect ratio (dw: dh) may be about 2: 3. .
  • the flange 151f of the battery cover 151 and the base plate 158 can be fixed by, for example, fixing screws, rivets, welding, or the like.
  • a seal member 158 may be disposed between the flange portion 151 f and the base plate 158.
  • Various members can be used as the seal member 158.
  • the seal member 158 may be a gasket that corresponds to the shape of the flange portion 151f and surrounds the battery stack 30 as an example.
  • the base plate 158 is an example and may be a metal plate.
  • the material of the base plate 158 and the battery cover may be the same or different.
  • the outline shape of the base plate 158 is not particularly limited, but may be a rectangular shape that is the same shape as the flange portion 151f, or may be a size that is slightly larger than the flange portion 151f.
  • a part of the battery stack 30 and a part of the metal cover 151 etc. are in thermal contact to form a heat dissipation structure.
  • one surface (upper surface in the drawing) of the battery stack 30 is in thermal contact with the inside of the upper surface of the battery cover 151 via the heat conductive sheet 61, and the other surface (lower surface in the drawing) of the battery stack 30. Is in thermal contact with the base plate 158 via the heat conductive sheet 62.
  • the heat conductive sheets 61 and 62 may have any shape, in this example, the heat conductive sheet 61 is disposed on one side surface (upper surface in the drawing) of each battery module 20 as shown in FIG. Each is arranged.
  • the heat conductive plate 70 as shown in FIG. 4 may be disposed between the battery modules 20.
  • the heat conductive sheet 62 may be configured similarly to the heat conductive sheet 61 on the upper surface side, or may be one or more larger heat conductive sheets common to the plurality of battery modules 20.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing a storage battery device according to one embodiment of the present invention.
  • the frame 80 see FIG. 2
  • the housing 50 see FIG. 1
  • the casing 110 has one surface having the largest area as the front surface and is formed with a relatively small depth dimension (in other words, the depth dimension is smaller than both the height dimension and the width dimension of the casing). ) Box type.
  • the junction box 91 is not an essential configuration in one embodiment of the present invention.
  • the PCS unit 92 is not of such a name, but any charger / discharger having a function of controlling charging / discharging of the battery module 20 (for example, an electric circuit. Specifically, for controlling charging / discharging). An electric circuit including at least a circuit, etc.) may be provided.
  • the housing 50 FIG. 1 that houses the battery stack 30 is not shown, but the housing 50 is also preferably present, but may be omitted depending on circumstances.
  • the battery stack 30 is schematically illustrated as a stack of eight battery modules 20. Similar to the above-described embodiment, the outer shape of one battery module 20 has a shape that satisfies the relationship of height (C)> width (B)> thickness (A). In this example, adjacent battery modules 20 are electrically connected by a bus bar 26, and a plurality of battery modules 20 are connected in series. As an example, the bus bars 26 may be alternately arranged in a staggered manner on the upper surface of the battery stack 30.
  • each battery module 20 has a different depth so that the depth direction of the storage battery device 1 (the front-rear direction in the figure) and the width direction of the battery module 20 are substantially parallel. It arrange
  • FIG. According to such a configuration, the following advantages can be obtained.
  • the arrangement of the battery modules 20, for example, two battery modules 20 as shown in FIG. 15, for example, are prepared in a flat state, and are arranged in the front and back to collect a total of eight battery modules.
  • This arrangement is also conceivable.
  • at least one of the following problems can be problematic: -Bus bars with different lengths are required for electrical connection between battery modules. -Since the position of the heavy battery module is higher, the center of gravity of the entire device is higher. -Access to the battery module placed on the back side becomes difficult, etc.
  • the depth dimension of the storage battery device 1 is not affected by the number of battery modules 20 mounted;
  • the battery module 20 can be connected with only one type of bus bar 26; -The accessibility to each battery module 20 is improved.
  • the storage battery unit 10 (hereinafter also referred to as the battery unit (10)) and the PCS unit 92 (hereinafter also referred to as the charger / discharger (92)) as shown in FIG.
  • the charger / discharger (92) the PCS unit 92
  • the depth of the storage battery device 1 can be reduced, -The accessibility to the charger / discharger (92) and the battery module 20 is improved.
  • the charger / discharger (92) is directly above the battery part (10)
  • the length of the connecting kale connecting them can be shortened, which is advantageous for cost reduction.
  • the battery unit (10) is arranged on the lower side, the center of gravity of the storage battery device 1 is lowered, and the installation stability is improved.
  • the center of gravity of the device When the center of gravity of the device is high, for example, it is necessary to provide a fall prevention member called a stabilizer (not shown) or to increase the strength and rigidity of the housing itself so that the device does not fall down in the event of an earthquake or the like.
  • a fall prevention member called a stabilizer (not shown)
  • the center of gravity of the apparatus can be lowered, so that it is not necessary, and the manufacturing cost of the housing and the frame can be reduced.
  • FIGS. 16A and 16B Arrangement of storage battery unit and PCS unit
  • various storage battery units and PCS units can be arranged as shown in FIGS. 16A and 16B.
  • FIG. 16A (c) two storage battery units 10 are arranged in two upper and lower stages, and a junction box 91 and a PCS unit 92 are arranged on the sides thereof.
  • the junction box 91 is disposed on the upper storage battery unit 10 of the two, and the PCS unit 92 is disposed on the side of the unit 10.
  • FIG. 16B (e) to (h) one large unit 10 ′ corresponding to two storage battery units 10 is used.
  • the junction box 91 and the PCS unit 92 are arranged side by side above the storage battery unit 10 ′.
  • FIG. 16B (f) the PCS unit 92 and the junction box 91 are arranged in the vertical direction above the storage battery unit 10 '.
  • FIG. 16B (g) the junction box 91 and the PCS unit 92 are respectively arranged on the upper side and the side of the storage battery unit 10 ′.
  • FIG. 16B (h) the junction box 91 and the PCS unit 92 are arranged side by side in the vertical direction on the side of the storage battery unit 10 ′.
  • the cup portion has a substantially rectangular bottom shape, but the bottom shape may be a circle, an ellipse, a polygon, or a combination of two or more thereof. It may be.
  • the bottom surface of the concave portion of the battery cover is exemplified as a flat surface or an uneven shape or the like attached thereto. However, for example, the battery cover may have two or more surfaces having different heights.
  • At least one battery unit (10) including a battery stack (30) in which a plurality of battery modules (20) are stacked; A charger / discharger (92) for managing charge / discharge of the battery module;
  • a storage battery device (1) comprising:
  • the battery module (20) has a relationship of C>B> A where A is the thickness, B is the width, and C is the height ( ⁇ : electrical connection terminals as shown in FIG. If protruding, such a protruding portion is not included in the dimensions), and the battery module (20) is arranged such that its width direction extends in the depth direction of the storage battery device,
  • the center of gravity of the entire apparatus can be lowered.
  • the battery module is arranged in such a direction that the width direction is substantially parallel to the depth direction of the storage battery device, even if the battery module is not configured to be pulled out using a rail or the like, Accessibility is good.
  • the said battery part is a storage battery apparatus of the said description comprised as the storage battery unit (10) by which the said battery laminated body (30) was accommodated in the housing (50). Even with such a configuration, the same effects as described above according to the present invention can be obtained.
  • the said storage part is a storage battery apparatus of the said description provided with the said two battery parts, and this battery part is arrange
  • the center of gravity of the entire apparatus can be kept low by disposing both of them below the charger / discharger.
  • the storage battery device as described above comprising three or more battery modules (20) connected in series, wherein the battery modules adjacent to each other are electrically connected by a bus bar having the same shape.
  • a common bus bar can be used, which is advantageous for reducing the manufacturing cost.

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Abstract

 蓄電池装置(1)は、複数の電池モジュール(20)が積層された電池積層体(30)を含む少なくとも1つの電池部(10)と、電池モジュールの充放電を管理する充放電器(92)と、を備える蓄電池装置(1)において、電池モジュール(20)は、その厚みをA、幅をB、高さをCとした場合にC>B>Aの関係となっており、かつ、電池モジュール(20)は、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向と略平行なるように配置され、前記電池部(10)が、前記充放電器(92)よりも下方に配置されていることを特徴とする。

Description

蓄電池装置
 本発明は、複数の電池モジュールを含む蓄電池装置に関する。特に、低重心であり、かつ、比較的簡単な構成であっても電池モジュールへのアクセス性が良好な蓄電池装置に関する。
 蓄電池デバイスは、再充電可能な複数の電池モジュールを備え、それらに充電されている電気を必要に応じて放電する。こうした蓄電池デバイスの使用態様としては、例えば、電気料金が安い深夜に充電された電気を昼間に放電したり、または、太陽光発電によって昼間に充電された電気を夜間に放電したりすること等が挙げられる。また、蓄電池デバイスは、停電時の非常用電源として利用されることもある。このような蓄電池デバイスは、従来、工場や事業所、商業施設などに設置されることが多かった。近年では、このような蓄電池デバイスは、一般住宅等にも設置されるようになってきている。
 特許文献1では、家庭用の蓄電池装置に関し、コンパクト化を図るとともにメンテナンスを容易にするために、積層された状態の電池をレールで可動式に保持し、筐体の前面(背がやや高く奥行寸法が比較的小さい筐体の最も面積の広い面)側に引き出し可能とした構成が開示されている。また、積層された電池モジュールは蓄電池装置の下段に配置され、パワーコンディショナや制御部は上段に配置されている。
特開2012-009310号
 引用文献1の構成では、重量物である電池が下段に配置されていることから装置全体の重心が低くなるという利点を期待しうるものではある。しかしながら、電池の幅方向が装置の奥行方向と直交するような配置であるので、次のような懸念がある。すなわち、奥側の電池モジュールに対しては、電池を手前側に引き出してメンテナンス等を行う必要がある。また、そもそもレールを介して電池モジュールを保持するものであるので、構造が複雑化するとともに、重量物である電池が引き出された状態では、装置全体の重量バランスが不安定となると考えられる。
 そこで本発明は、低重心であり、かつ、比較的簡単な構成であっても電池モジュールへのアクセス性が良好な蓄電池装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するための本発明の一形態に係る蓄電池装置は、次のとおりである:
 複数の電池モジュールが積層された電池積層体を含む少なくとも1つの電池部と、
 前記電池モジュールの充放電を管理する充放電器と、
 を備える蓄電池装置において、
 前記電池モジュールは、その厚みをA、幅をB、高さをCとした場合にC>B>Aの関係となっており、かつ、前記電池モジュールは、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向に延在するように配置され、
 前記電池部が、前記充放電器よりも下方に配置されていることを特徴とする、蓄電池装置。
 このような構成によれば、電池部が充放電器よりも下方に配置されているので装置全体の低重心化が図られる。また、電池モジュールは、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向となるような向きで配置されているので、レール等を用いて引き出し可能に構成されていなくても、各電池モジュールへのアクセス性が良好となる。
 なお、本発明においては、レール等を用いること無く、電池部が所定のフレーム等に「固定的に」取り付けられていてもよい。「固定的に」取り付けられるとは、取り付けられた状態で電池が可動でないことをいい、取外しの可能式に固定されているか、取外し不能式に固定されているかは問わない。
(用語の説明)
「電池セル」とは、本明細書では、例えばフィルム外装電池のような電池の1つの単位となる電気化学セルのことをいう。
「電池モジュール」とは、1つまたは複数の電池セルと、それを収容するケースとを備え、所定の電力を出力するモジュールことをいう。
「蓄電池ユニット」とは、上記のような電池モジュールを複数有するものをいい、特許請求の範囲の「電池部」に対応する。
「蓄電池装置」は、少なくとも1つの蓄電池ユニット(電池部)と、その制御回路等を備えた装置全体のことをいう。
「シート状の伝熱体」とは、予めシート状に形成された部材だけでなく、例えば部材どうしの間に流動性のある材料が充填され、それが定形化することで最終的にシート状となったようなものも含む。「シート状」とは、その表面が平坦なものに限らず、凹凸を有するものをも含む。
「密閉」-ハウジングが電池モジュール等を密閉式に収容すると言った場合の「密閉式に」とは、仮に、電池セルが発火した場合であっても自己消火が実現される程度に密閉されていることをいう。完全に気密されているものに限らず、実質的に気密されているものをも含む。
「略平行」とは、完全な平行状態に限らず、数度程度傾斜しているが実質的には平行な状態をも含む。
 本発明によれば、低重心であり、かつ、比較的簡単な構成であっても電池モジュールへのアクセス性が良好な蓄電池装置を提供することができる。
本発明の一形態の蓄電池ユニットの分解斜視図である。 蓄電池装置の一例を示す斜視図である。 蓄電池装置の外観の一例を示す斜視図である。 電池モジュールおよび熱伝導板等を説明するための斜視図である。 蓄電池ユニットの断面図である。 電池カバーのフランジ部の間に配置されるシール部材およびその周辺構造を示す拡大断面図である。 電池カバーの平面図である。 組立状態の電池モジュール側面付近を示す断面図である。 縦方向に配置された状態の蓄電池ユニットの模式的断面図である。 フレームの一例を示す斜視図である。 図10Aのフレームの一部を拡大して示す斜視図である。 (a)が図10AのC-C切断線における断面図であり、(b)および(c)はそれぞれ(a)の一部の拡大図である。 図10AのD-D切断線における断面図である。 (a)は図10AのE-E切断線における断面図であり、(b)はその一部の拡大図である。 蓄電池ユニットの取付状態を説明するための図である。 蓄電池ユニットの他の形態の分解斜視図である。 図12の蓄電池ユニットの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の一形態に係る蓄電池装置における蓄電池ユニットおよびPCSユニット等の配置を模式的に示す斜視図である。 4つの電池モジュールを平置き状に並べて収容する状態を示す斜視図である。 蓄電池ユニットおよびPCSユニット等の様々な配置態様を示す図である。 蓄電池ユニットおよびPCSユニット等の様々な配置態様を示す図である。 図14のように蓄電池ユニットが配置される装置おいて利用可能な電池カバーの一例を模式的に示す斜視図である。
 本発明の実施の形態を図面を参照して以下に説明する。なお、図面に表された構成はあくまで本発明の一形態であって、本発明はそれらの具体的な構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下では、本発明の幾つかの側面に係る発明について必要に応じて別々の実施形態に分けて説明するが、各実施形態に開示された事項は、適宜、組合せうるものである。
 本実施形態の蓄電池装置1は、図2に例示するように、2つの蓄電池ユニット10と、ジャンクションボックス91と、PCS(Power Conditioner System)ユニット92と、それらを保持するフレーム80を備えた定置用の電源装置である。蓄電池装置1の外観(筐体110)は、一例として図3のようなものとなっている。なお、蓄電池装置1の構成やその筐体110等の詳細な説明は、後述するものとする。
(蓄電池ユニット)
 蓄電池ユニット10は、図1に示すように、複数の電池モジュール20が積層された電池積層体30と、それを収容する密閉ハウジング50とを備える。密閉ハウジング50は、この例では、互いに向かい合うように配置された一対の電池カバー51、56で構成されている。
 電池積層体30は、この例では、8つの電池モジュール20が直列に電気的接続されている。当然ながら電池モジュール20の個数は8つに限らず、7つ以下または9つ以上であってもよい。電池モジュール20は、一例として図4に示すような、全体として薄型に形成されたものであってもよい。
 具体的には、電池モジュール20は、薄型直方体の収納ケース21を有しており、この収納ケース内に1つまたは複数の電池化学セル(不図示)が収められている。収納ケース21の外面(言い換えれば電池モジュール20の外面)について定義する。図4に示すように、符号22が主面であり(一方のみを示す)、符号23が短辺側の側面であり、符号24が長辺側の側面である。上側の側面23には、正極および負極の端子25a、25bが形成されている。端子25a、25bは側面23から突出した構造部である。
 収容ケース21の材質としては種々選択可能であるが、一例として、内側が樹脂製のケース27で、その表面に金属製のカバー28、28が取り付けられたようなものであってもよい。金属製のカバー28は、主面22を全面的に覆い、さらに側面23、24をも部分的に覆うようなものであってもよい。このようなカバー28を収納ケース21のそれぞれの主面22、22に1つずつ取り付けることで、電池モジュール20のほぼ全体が金属製のカバー28で覆われるようになっていてもよい。この他にも、全体的に樹脂材料または金属材料で構成された収納ケースを用いてもよい。
 電池モジュール20の放熱の観点から、内部の熱を電池モジュール外部に良好に伝達できるようになっていることが好ましいところ、上記のような構成によれば、金属製のカバー28を介して熱を外部の放熱部材に良好に伝達することが可能となる。
 再び図4を参照する。収容ケース21の角部(側面23と側面24との接続部分)は、R状に形成されている。また、収容ケース21の四隅部付近には、ケースを厚み方向に貫通する挿通孔22hが形成されており、この挿通孔22hに固定用のロッド(不図示)を通して締付けを行うことで、複数の電池モジュール20の固定が行われるようになっている。なお、収納ケース21に形成された角部のR部が形成されていなくてもよいし。また、挿通孔22hに関しても、任意の場所に、1つまたは2つ以上形成されていればよい。
 収容ケース21内に配置される電気化学セルとしては、リチウムイオン二次電池として構成されたフィルム外装電池を利用してもよい。フィルム外装電池は、一般に、正極板と負極板がセパレータを介して交互に積層された電池要素を有し、この電池要素が電解液とともにラミネートフィルムなどの外装フィルム内に封入されている。1つの電池化学セルの電圧は3.0V~5.0Vまたは3.0V~4.0Vの範囲内であってもよい。
 収容ケース21内の複数の電池モジュールは、すべてが直列接続されていてもよいし、直列接続と並列接続との組合せであってもよい。具体的な配置は限定されるものではないが、例えば、2~4個の電池化学セルをその厚み方向に積層した状態でケース内に収納されていてもよい。より詳細には、充放電保護装置との理論上の親和性から、2のべき乗個(例えば2個、4個)の電気化学セルを内蔵した構成とすることもある。
 なお、家庭用蓄電池では、電力会社から一般家庭に供給される交流電力と同様の単相三線式AC200Vを出力する必要があるため、電池を直列に接続したものを内蔵する。特に、ラミネート型リチウムイオン電池(フィルム外装電池)は薄くて、軽量であるため、多直列化に有利であることから、家庭用蓄電装置に利用されている。単相三線式AC200Vを出力するためには、装置内部で電池を直列に接続することでDC200V程度まで昇圧することが、パワーコンディショナ(以下、PCS)における効率を最大化するために好ましい。従って、平均電圧4V程度の電池の場合、電池部内部の直列数を64直列とした構成、あるいは電池部内部の直列数を32直列として2個直列接続した構成を採用してもよい。4直列の電池モジュールを用いる場合、電池部内部にモジュールを16個あるいは8個直列に接続する構成としてもよい。
(電池積層体)
 電池積層体30は、複数の電池モジュール20が積層された状態で組立てられたサブアセンブリである。この例では、8つの電池モジュール20がその厚み方向に並べられている(積層されている)。積層体の両端部にはエンドプレート31、31が配置されている。そして、中間部分に、仕切りプレート32が配置されている。これらのプレートは場合によっては省略してもよい。
 エンドプレート31および仕切りプレート32は、一例で板金部材であってもよく、電池モジュール20を押さえる役割と、電池モジュール20を後述する支持部材45、46に固定する役割とを有する。後者の役割を果たすため、エンドプレート31および仕切りプレート32は、その一部に延出部31a、32aを有している。延出部31a、32aの先端側には、固定ネジを通すための孔が形成された固定部が形成されており、この部分が後述する支持部材46に対して固定されることとなる。
 また、詳細な図示は省略するが、延出部31a、32aの反対側(図1の図示左側)の端部にも、固定ネジを通すための孔が形成された固定部が形成されており、この部分が後述する支持部材45に対して固定されることとなる。
 エンドプレート31および仕切りプレート32の大きさは、例えば、各電池モジュール20と同じまたは実質的に同じ大きさであってもよいし、図1のように、それより一回り大きいものであってもよい。詳細な図示は省略するが、電池モジュール20全体を固定するためのロッド(一例で4本)は、エンドプレート31、4個の電池モジュール20、仕切りプレート32、他の4個の電池モジュール20、他のエンドプレート31の順でそれらを貫通するように構成されていてもよい。このロッドの先端にナットを締め付けることで固定が行われる。
 電池積層体30における各電池モジュール20の電気的接続は、直列接続であってもよいし、直列接続と並列接続の組合せであってもよい。電気的接続は、バスバー(詳細後述)やケーブル等を用いて行うことが可能である。
 電池積層体30は、また、電池モジュール20の温度を測定する1つまたは複数の温度センサ(不図示)を有していてもよい。
 電池積層体30は、図1の例では、電力取出し用の電力用接続部37と、温度センサ等の検出信号を外部に取り出すための信号用接続部38とを有している。これらの接続部37、38に対して電気的接続を行うために、一例で、一方の電池カバー56に開口部が形成され、そこに所定のコネクタが取り付けられるようになっていてもよい。このようなコネクタとしては、防水性能を備えたコネクタを利用してもよい。
(電池カバー)
 続いて、密閉ハウジング50を構成する電池カバー51、56について詳しく説明する。図1、図5に示すように、電池カバー51、56は、細部の形状が多少異なっていてもよいが、その全体的な形状が同一または対称に形成されている。一方の電池カバー51を例として以下説明すると、電池カバー51は、一枚の板材をプレス加工(一例として深絞りプレス加工)で形成したもののであってもよい。電池カバー51は、全体としてバスタブのような形状、別の言い方をすれば、所定深さの継ぎ目の無いカップ部を備えた形状となっている。電池カバーとしては、少なくともカップ部の部分が、同一材料で一部材から形成されているものであることも一形態において好ましい。このことは、カップ部の一部に、ケーブルを引き出すための部材や、または、他の部品等を接続するための部材として、カップ部とは別材料の何らかの部材が設けられることを排除するものではない。
 図1では、上方に向かって凸となる状態で描かれているが、電池カバー51は、カップ部の底面に相当するカバー面51aと、そのカバー面51aの周縁部から延びる4つの側面51b-1~51b-4(以下、これらをまとめて単に「側面51b」ともいう)と、側面51bの端部に形成されたフランジ部51fとを有している。
 カバー面51aと各側面51bとの接続部、および、隣接する側面51bどうしの接続部は、なだらかに湾曲したR部として形成されている。プレス加工によってこのような形状を良好に形成するために、この湾曲部の曲率半径は25mm以上(一例で、材質厚みが1.5mm以上2.5mm以下)であってもよく、より具体的には30mm以上であってもよい。
 電池カバー51、56の材質は、例えば圧延鋼板、ステンレス鋼板等を利用することができる。電池カバー51、56の材質の厚みとしては、最終的なユニットのサイズ等にもよるが、例えば1.2mm~2.0mmの範囲内としてもよい。
 カバー面51aは、特に加工が施されていない平坦面であってもよいし、凹凸状に加工されていてもよい。このような凹凸形状は、種々観点から設計しうるものであるが、例えば剛性および放熱性の向上を意図して形成されるものであってもよい。側面51bは、カバー面51aに対して実質的に垂直に形成されたものであってもよいし、または、1°~3°程度の抜きテーパが付けられていてもよい。
 フランジ部51fは、1つの仮想基準面(不図示)内で延在するように平面状に形成されており、全体の輪郭形状は四角形である。一方の電池カバー51のフランジ部51fと、他方の電池カバー56のフランジ部56fとを突き合わせて固定することで、一対のカバー51、56間に1つの密閉空間が形成される。フランジ部51f、56fの固定は、固定ネジ、溶接、リベット等で行うことができる。必要に応じて、フランジ部51f、56fに固定ネジ等を通すための挿通孔(不図示)が複数形成されていてもよい。
 挿通孔は、は、プレス加工により形成してもよいし、または、ドリル等による二次加工で形成してもよい。
 本実施形態のようにハウジング50内が密閉空間となっている場合、次のような作用効果がある。すなわち、仮に何らかの原因で内部の電池セルが発火したような場合であっても、密閉ハウジング50内で自己消火させることができるという点である。これにより、蓄電池装置1の発火、延焼を防止することができる。十分な密閉性を確保するために、図6に示すように電池カバー51、56のフランジ部51f、56fに所定の深さの溝51d、56dが形成され、これらの溝51d、56dにより形成される空間内にシール部材Saが配置されていてもよい。溝51d、56dは、図7に示すように(溝56dのみ示す)、フランジ部の全周にわたって形成されていることが好ましい。溝の輪郭形状(図示省略)は四角形であってもよい。この例では、溝は1つのみであるが、内側と外側の2つの溝が形成されていてもよい。
 各溝51d、56dの寸法は、種々変更可能であるが、例えば、フランジ部51f、56fの1.6mmの板厚に対して、深さが0.8mm~1.0mm(したがって、最終的な空間の高さは1.6mm~2.0mm程度)、かつ、溝幅が6mm~12mmの範囲内であってもよい。両方のフランジ部51f、56fの溝51d、56dは同形状であってもよいが、深さおよび/または幅が互いに異なっていてもよい。または、一方のフランジ部のみに溝を設け、他方には設けない構成としてもよい。溝は、プレス加工により形成することが、作業性や製造コストの観点から好ましいが、必ずしもこれに限らず、他の加工法を用いてもよい。
 シール部材Saは、一例で弾性を有する部材である。このようなシール部材Saは、フランジ部51f、56fの間で圧縮されるように挟み込まれ、気密性を確保する。プレス加工の場合、フランジ部51f、56fの平面度を確保することが困難な場合があるが、本実施形態のように、弾性のシール部材Saを介在させる構成とすることで、仮にフランジ部51f、56fの平面性が十分でなかったとしても良好な気密性を確保でき、自己消火性を担保することが可能となる。
 シール部材Saは、溝51d、56dに対応する形状に予め形成されたものであってもよいが、それに限定されるものではない。例えば、ある程度の流動性のあるシール部材を溝内に配置していき、それが発泡して膨張することで溝51d、56d内の空間を充填する発泡性のシール部材を利用してもよい。一例で、発泡時に厚み4mm程度になるシール部材が高さ2mm程度の空間内に圧縮配置される構成(すなわち、発泡性シール部材の圧縮率が50%程度)としてもよい。
 この他にも、シールリング、ガスケットといったシール部材を利用してもよい。シール部材の種類、形状によっては、シール部材は必ずしも溝内に配置される必要はなく、溝の無いフランジ部51f、56f間に単に挟まれるものであってもよい。なお、自己消火性能が不要な場合には、ハウジング50は密閉性を備えていないものであってもよい。
(電池積層体の固定)
 図1および図5を参照し、密閉ハウジング50内の電池積層体30の固定について説明する。本実施形態では、図1のような支持部材45、46を介して電池積層体30の密閉ハウジング50に対する固定が行われる。
 支持部材45、46は、一枚の金属板を段状に折り曲げた部材であり、支持部材45の方を例に挙げて説明すると、電池カバー56の側面56b-3に沿うように延びる固定面45aと、その固定面45aの下端から折れ曲がり複数のネジ孔が形成された取付面45bと、取付面45bの端部から折れ曲がった接続面45cと、接続面45cの下端から折れ曲がりカバー底面に沿うように延びる固定面45dとを有している。他方の支持部材46についても、基本的にはこれと同様に段状の形状となっているが、開口部45hの個数や位置などについては異なっている。この開口部45hは、前述した電池積層体30の接続部37、38を通すための部分である。
 支持部材45、46は、一例で、溶接により電池カバー56の内面に固定される。固定後の状態が、模式的に図5に示されている。電池積層体30の一部を固定ネジB1により一方の支持部材45に固定し、他の一部を固定ネジB2により他方の支持部材46に固定することで、電池積層体30がハウジング50に固定される。
 本実施形態のように、支持部材45、46を用いて固定する場合、電池積層体30の固定位置(図5の取付面45b、46bの位置)が、ハウジング50の中心線CLにより近い位置となる。これにより、次のような作用効果が得られる。
 すなわち、蓄電池ユニット10は、図5のような横向きの姿勢だけではなく、図2に示すように縦向きの姿勢(一対の電池カバー51、56が上下ではなく、左右に並ぶような姿勢を言う)で取り付けられる場合もある。このような場合、仮に電池積層体30の固定位置がいずれか一方のカバーの底面付近に位置していると、縦向きの姿勢としたときに、電池積層体30が片持ち状の保持となる。この場合、保持の安定性等に影響がでる可能性がある。これに対して本実施形態によれば、電池積層体30の固定位置が中心線CLにより近い位置となるので、電池積層体30の重心バランスの偏りが顕著とならず、安定的な保持が実現される。
 なお、上記では図面に示された具体的な構造に沿ってその形状等を説明したが、このような作用効果を奏する構成としては上記の構造に限定されるものではない。支持部材は、電池カバーに取り付けられる固定部と、電池積層体の一部が取り付けられる取付部と有するものであればよい。図5の例では、取付面45b、46bは電池カバー56の底面と中心線CLの中間付近に位置しているが、この位置に関しても適宜変更可能であり、より中心線CLに近い位置(中心線CL上も含む)、または、より中心線CLから離れた位置としてもよい。支持部材は必ずしも同様の形状である必要はない。
(放熱構造)
 次いで、蓄電池ユニット10の放熱構造について説明する。図1、図5に示すように、本実施形態では、電池積層体30の電池モジュール20の一側面が一方の電池カバー51の内面に熱的に接するとともに、他の側面が他方の電池カバー56の内面に熱的に接している。具体的には、熱伝導シート61、62を介して、電池モジュール20と電池カバー51、56とが熱的に接している。なお、熱伝導シートの一方または両方が省略されてもよい。
 詳細について図4も参照して説明すると、本実施形態では、電池モジュール20の長辺側の側面24に、熱伝導シート61が配置される。熱伝導シート61は、1つの電池モジュール20の1つの側面24につき、1部材として配置されてもよいし、2または3以上の部材として配置されてもよい。
 熱伝導シートとしては、電池モジュール20からの熱を良好に外部の他の部材に伝えることができるものであれば特に材質は限定されるものではないが、例えば、その熱伝導率が1.0(W・m-1・K-1)以上程度のもの、または10(W・m-1・K-1)以上程度のものであってもよい。形状に関しては、弾性を有する所定厚み(例えば0.5mm~3.0mmの範囲内)のシート材であってもよく、例えば、矩形、平行四辺形、台形、円形、楕円形、長円形等の輪郭形状としてもよい。熱伝導シートは、一方の面または両方の面に粘着性を有するものであってもよい。また、熱伝導シートは、難燃性のものであってもよい。熱伝導シートは、電池モジュール側面およびハウジング内面の一方または両方に密着するものであってもよい。熱伝導シートは圧縮された状態で設けられるものであってもよい。
 熱伝導シート(1つまたは複数)は、電池組立体の1つの側面に占める割合が50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上となるものであってもよい。熱伝導シート(1つまたは複数)は、電池モジュールの1つの側面(コーナーR部が形成されている構成においてはR部を含まない平面部)に占める割合が50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上となるものであってもよい。
 熱伝導シート61は、電池モジュール20に直接取り付けられてもよいが、この例では、図4に示すような熱伝導板70に熱伝導シート61が取り付けられる構成となっている。熱伝導板70は板金部材であり、隣接する電池モジュール20の主面22どうしの間(図4では一方の電池モジュール20のみ図示する)に挟まれる接触面71と、その接触面71の一辺から折り曲げられた1つまたは複数の突出部72とを有している。突出部72は、この例では2箇所設けられており、また、接触面71に対して曲げられている。
 平坦部71の四隅部には挿通孔71hが形成されており、この挿通孔71hに固定用のロッドを通して締付けを行うことで、電池モジュール20どうし間に熱伝導板70が固定されるようになっている。
 最終的な組立て状態では、図8に模式的に示すように、熱伝導板70の接触面71が2つの電池モジュール20の主面に接し、突出部72が電池モジュール20の側面に接することとなる。そして、突出部72の外側表面と、電池カバー51との間に熱伝導シート61が介在した状態となる。
 以上のような構成により、電池モジュール20で生じた熱が熱伝達板70および熱伝導シート61を経由して電池カバー51へと伝わり、放熱される。図1では詳細な図示を省略しているが、電池モジュール20の他の側面(図1で下面側となる側面)付近にも、熱伝導シートが配置されていることが好ましい。図5では、このような熱伝導シート62を模式的に示している。
 熱伝導シート61は、各電池モジュール20の側面ごとに個々に配置されるものであったが、熱伝導シート62については、複数の電池モジュール20(一例で4つの電池モジュールまたは8つ全部の電池モジュール)に共通のシートとしてもよい。この場合、図4に示したような熱伝導板70を介在させることなく、直接、熱伝導シートが電池モジュール20の側面に接する構成としてもよい。
 なお、熱伝導シート61として、複数の電池モジュール20に共通の例えば熱伝導シート62のようなものを用いてもよい。別の態様では、熱伝導シート62として、図1のような複数の熱伝導シート61のような構成としてもよい。
 上述した蓄電池ユニット10では、電池カバー51、56が継ぎ目の無いカップ部分を有するものであり、プレス加工(例えば深絞りプレス加工)で製造されるものであるので、次のような利点が得られる。すなわち、密閉ハウジングを構成する場合、例えば、一枚の板金を折り曲げ、線溶接等を行って箱型のカバーを作製する方法も考えられる。この場合、作業に手間がかかる。これに対して、上述のような電池カバー51、56によれば、プレス加工で形成することができるので、容易に製造でき製造コスト低減も面でも有利である。
 また、電池カバー51、56は溶接の場合と違って継ぎ目が形成されないため、熱伝導/拡散がより均質的なものとなり、放熱性の観点からも好ましい。電池カバー51、56の角部がR部となっていることは、プレス加工で形状を付与しやすいという他にも、カバー内外(言い換えれば、ハウジングの内外)の空気の対流がスムーズとなり、その結果、放熱効果が向上するという利点もある。特に、曲率半径が例えば25mm以上の場合、より好ましくは30mm以上の場合、角部における乱流の発生を効果的に抑制できるものとなる。
(蓄電池ユニットの組込み)
 蓄電池ユニット10は、使用時の姿勢が特定の向きに限定されるものではなく、どのような向きでも使用可能である。本発明の一形態では図2に示すように、縦向きの姿勢(一対の電池カバー51、56が鉛直方向ではなく水平方向に並ぶような姿勢を言う)でフレーム80に保持される。
 この場合、図9に模式的に示すように、電池モジュール20の側面が電池カバー51、56と熱的に接することとなる。すなわち、電池モジュール20と電池カバー51、56との熱的接触箇所が、使用時姿勢における蓄電池ユニット10の左右両側に位置することとなる。このような構成によれば、蓄電池ユニット10の周囲の機器等の配置関係にもよるが、熱的接触箇所を上面および/または下面に位置させる場合と比較して、空気の対流が生じやすく良好な放熱効果が得られることとなる。
 なお、上記のような作用効果は、電池モジュール20の両側面ではなくいずれか一方の側面のみに熱伝導シート61、62を配置した場合にも同様に得られるものである。更には、電池モジュール20が熱伝導シート61、62を介することなく電池カバー51または電池カバー56に熱的に接していてもよい。上記のような、熱的接触部の側面配置による放熱効果に着眼した場合、当業者であれば、熱的接触位置が蓄電池ユニットのそのような箇所に設けられている限り、具体的な密閉ハウジング等の形状はどのようなものであってもよいことは理解されよう。すなわち、図1のような深絞りによって形成された電池カバーに限らず、溶接等によって形成された電池カバー等も利用可能である。
 溶接等によって形成された電池カバーとしては、例えば、図17に例示するような、板材を折り曲げて溶接により線溶接部51a′を形成することで形成したカバー51′を利用してもよい。
(フレームおよびユニットの取付け)
 続いて、蓄電池ユニット10やジャンクションボックス91等が取り付けられるフレーム80(図2、図10A参照)について説明する。なお、図2と図10Aとでフレーム80の構成が一部異なって描かれているが、本発明において本質的な相違ではなく、いずれの構成としてもよい。フレーム80を構成する各部材は、いずれも金属製であってもよい。
 フレーム80は、図10Aに示すように、ベースプレート88と、そのベースプレート88の両端部に立設された支柱81L、81Rと、支柱81L、81Rの間に架け渡された横フレーム部材82、83とを有している。フレーム80は、上下2段の取付けスペースを提供するような構成となっている。
 ベースプレート88の下面の左右両側には、脚部89L、89Rが設けられている。各脚部89L、89Rは、板金部材を折り曲げたものであってもよい。脚部89L、89Rは、その一部に固定ネジを通すための1つまたは複数の挿通孔が形成されていてもよい。
 2本の支柱81L、81Rの間には仕切部材87が縦方向に配置され、これにより、蓄電池ユニット10(図1、図2参照)がそれぞれ配置されるスペースA1、A2が形成されている。スペースA1、A2はこの例では横方向に並んで配置されている。
 蓄電池ユニット10のフレーム80に対する固定は、特に限定されるものではないが、例えば、固定ボルトやリベットといった機械的固定具を用いて実施可能である。蓄電池ユニット10のフランジ部51fがフレーム80の一部に(例えば1本の支柱81Lまたは81Rと、中央の仕切部材87に)固定されるものであってもよい。
 固定具は、取外し可能にユニット10の固定を行うものであることが好ましい。具体的には、図10A、10Bに示すような取付部材95を介して蓄電池ユニット10の固定が行われるようになっていてもよい。このような取付部材95は、仕切部材87の側面から所定距離だけ離れた取付面95aを有している。したがって、電池カバー51のフランジ部51fの外周部がストレート形ではなく、図5に示すように湾曲部51eとなっているような構成であっても、良好に蓄電池ユニット10のフランジ部をフレーム80に取り付けることが可能となる。1つの蓄電池ユニット10を固定するのに用いられる取付部材95は、限定されるものではないが、一例で4個であってもよい。
 固定ボルトやリベットといった固定具の他にも、工具を用いることなく、例えばユニット10をフレーム80に対して移動させ、ユニット10が所定位置まで移動したところで取付けが完了する固定デバイス(例えばナップフィット方式のもの)等を利用してもよい。
 図11は、蓄電池ユニット10がフレーム80に取り付けられた状態を模式的に示す横方向断面図である。本実施形態の構成によれば、蓄電池ユニット10が、図5に示したような、中心線CLを挟んで略対称の形状となる密閉ハウジング50として構成されている。そのため、蓄電池ユニット10のフランジ部51f等をフレーム80に取り付けた状態では、図11に示すように、取付基準面RSと蓄電池ユニット10の重心とのズレ(図11における上下方向におけるものをいう)が少なくなり、蓄電池ユニット10を重心バランスの良い状態で保持することが可能となる。
 図11に模式的に示すように、中央の仕切部材87に対して一方の蓄電池ユニット10のフランジ部と他方の蓄電池ユニット10のフランジ部との両方が固定されるようになっていることも好ましい。この場合、1本の仕切部材87が2つのユニットに共通の保持部材として機能することとなるので、構造の簡素化および製造コストの低減の観点で有利である。
 フレーム80の上段左側のスペースでは、上下の横フレーム部材82、83に2本のブラケット部材84L、84Rが縦方向に架け渡されている。各ブラケット部材84L、84Rは、一例で、全体として略コ字型に形成されており、ここに、ジャンクションボックス91が取り付けられる。
 フレーム80の上段右側のスペースでは、横フレーム部材82、83のそれぞれに、保持プレート85-1、85-2が固定されている。各保持プレート85-1、85-2は、その水平面85aが互いに逆向きに延び出すように、より具体的には、一例で、上の保持プレート85-1の水平面85aが手前側に延び出し、下の保持プレート85-2の水平面85aが奥側に延び出すように、取り付けられている。上下の保持プレート85-1、85-2間に、PCSユニット92が取り付けられる。
 結果として、図2に示すように、本実施形態では、フレーム下段に蓄電池ユニット10が横方向に並び、フレーム上段にジャンクションボックス91とPCSユニット92とが横方向に並ぶ配置となる。
 保持プレート85-2は、図10Bに示すような、突起部85bが形成されたものであってもよい。
 PCSユニット92等の上方に蓄電池ユニット10を配置する構成では、PCSユニット92の発熱量が大きい場合、その熱の影響が蓄電池ユニット10に及ぶことも想定されるが、図2のような構成によれば、蓄電池ユニット10が相対的に下側に配置されているので、そのような問題が生じにくいという利点がある。
 また、図3に例示するような、フレーム80全体を覆う筐体本体111と、その前面に設けられた開閉可能なカバー112、113とを有するような筐体110に収容されている場合、次のような作用効果も得られる。すなわち、例えば上段のPCSユニット92等に点検、修理の必要が生じた場合には、上カバー112を開けてPCSユニット92等にアクセスすることができ、下段の蓄電池ユニット10に等に点検、修理の必要が生じた場合には、下カバー113を開けてユニット10に直接アクセスすることができる。
 蓄電池ユニット10が奥行き方向に並んで配置されている構成で、奥側のモジュール10にアクセスしたい場合、上記のような前面からのアクセスの際に手前側のモジュール10が邪魔になったり、場合によっては取り外す必要が生じたりするおそれもある。しかし、図2のような横方向に並んだ配置によれば、それぞれのモジュール10に直接アクセスすることができ、便利である。
 なお、フレーム80としては、その具体的な構成や形状は特に限定されるものではない。本実施形態の例では、図10C~図10Eに示すような構造のものとなっている。支柱81L、81R、および仕切部材87は、単独でベースプレート88上に設けられていてもよいし、他の構成でもよい。図10Cに示すように(図10Aも参照)、それぞれ、固定部材97L、97R、97Cを利用して支柱81L、81R、および仕切部材87が固定されるものであってもよい。
 ベースプレート88としては、図10C、10Dに示すように、装置の前端側および後端側となる部分に突起部88f、88rが形成されたものであってもよい。ベースプレート88と、脚部89L、89Rとの接続部等に関しては、図10Eのような構成であってもよい。
(蓄電池ユニットの他の実施形態)
 以上、本発明の一形態について説明したが、本発明の蓄電池ユニットは図12、図13に例示するようなものであってもよい。
 この蓄電池ユニット110は、電池積層体30が配置されるベースプレート158と、電池積層体158全体を覆うような形状の電池カバー151と備えている。電池積層体30は、模式的に描かれているが、図1とほぼ同様のものであってもよい。
 ただし、図1のような電池積層体30を用いる場合には、エンドプレート31および仕切りプレート32の延出部31a、32a(固定ネジが取り付けられる部分)の位置がより下側に変更され、ベースプレート158に対して固定が行われるように構成されていてもよい。
 電池カバー151は、上記実施形態と同様、一枚の板材をプレス加工で形成したものであり、カバー面151aと、そのカバー面151aの周縁部から下向きに延びる4つの側面と、側面151bの端部に形成されたフランジ部151fとを有している。電池カバー151としては、アスペクト比(dw:dh)が、例えば、1:0.3~1:4程度の範囲内のものであってもよく、一例で、2:3程度であってもよい。
 電池カバー151のフランジ部151fと、ベースプレート158との固定は、例えば、固定ネジ、リベット、溶接等で行うことができる。図13に模式的に示すように、フランジ部151fとベースプレート158との間に、シール部材158が配置されていてもよい。シール部材158としては、種々のものを利用できるが、一例で、フランジ部151fの形状に対応するとともに電池積層体30を取り囲むガスケットであってもよい。
 ベースプレート158は、一例で、金属製のプレートであってもよい。ベースプレート158と電池カバーとの材質は同じであってもよいし、異なっていてもよい。ベースプレート158の輪郭形状は特に限定されるものではないが、フランジ部151fと同形状の四角形状であってもよいし、フランジ部151fより一回り大きいサイズとしてもよい。
 このような構成であっても、図14に示すように、電池積層体30の一部と金属カバー151等の一部とが熱的に接し、放熱構造が構成されていることが好ましい。この例では、電池積層体30の1つの面(図示上面)が熱伝導シート61を介して電池カバー151の上面内側と熱的に接しており、電池積層体30の他の面(図示下面)が熱伝導シート62を介してベースプレート158に熱的に接している。熱伝導シート61、62の形状はどのようなものであってもよいが、この例では、熱伝導シート61については、図13に示すように各電池モジュール20の一側面(図では上面)にそれぞれ配置されている。詳細な図示は省略するが、この場合においても、図4に示したような熱伝導板70が電池モジュール20間に配置されていてもよい。熱伝導シート62についても、上面側の熱伝導シート61と同様の構成としてもよいし、あるいは、複数の電池モジュール20に共通のより大きい一枚または2枚以上の熱伝導シートとしてもよい。
(設置性・保守性等を考慮した蓄電池装置)
 図14は、本発明の一形態に係る蓄電池装置を模式的に示す斜視図である。ここでは、フレーム80(図2参照)や、蓄電池ユニット10のハウジング50(図1参照)、ジャンクションボックス91等の図示は省略して示している。筐体110は、最も大きい面積の一つの面を前面とし、奥行き寸法が比較的小さく形成された(別の言い方をすれば、奥行き寸法が筐体の高さ寸法および幅寸法のいずれよりも小さい)箱型である。
 もっとも、ジャンクションボックス91は本発明の一形態おいて必須の構成ではない。また、PCSユニット92についても、そのような名称のものではなく、電池モジュール20の充放電を制御する機能を有する何らかの充放電器(例えば電気回路。具体的には、充放電を制御するための回路を少なくとも含む電気回路、等。)が設けられたものであってもよい。図14では、電池積層体30を収納するハウジング50(図1)を示していないが、このハウジング50についても、存在することが好ましいが、場合によっては省略してもよい。
 電池積層体30は、8個の電池モジュール20を積層したものとして模式的に図示されている。上述の実施形態と同様、1つ電池モジュール20の外形は、高さ(C)>幅(B)>厚み(A)の関係となるような形状となっている。また、この例では、隣接する電池モジュール20どうしがバスバー26により電気的に接続されて、複数の電池モジュール20が直列に接続されている。バスバー26は、一例として、電池積層体30の上面に千鳥状に交互に配置されていてもよい。
 上述した実施形態においてもそうであったが、各電池モジュール20は、蓄電池装置1の奥行き方向(図示前後方向)と電池モジュール20の幅方向とが略平行になるように、言い方を変えれば、電池モジュール20の幅方向が蓄電池装置1の奥行き方向(図示前後方向)に延在するように、配置されている。このような構成によれば、次のような利点が得られる。
 すなわち、電池モジュール20の配置に関しては、例えば図15のような4個の電池モジュール20を平置き状としたものを2つ用意して、それを前後に並べて計8個の電池モジュールを集合させるという配置も考えられる。しかしながら、このような配置の場合、次のような問題の少なくとも1つが問題となり得る:
-電池モジュール間の電気的接続に、長さの異なるバスバーが必要となる、
-重量物である電池モジュールの位置が高位となるので、装置全体としての重心が高くなる、
-奥側に配置された電池モジュールに対するアクセスが困難となる、等。
 これに対して図14のような配置によれば、次のような作用効果の少なくとも1つが得られる:
-電池モジュール20の搭載数により蓄電池装置1の奥行き寸法が左右されない、
-電池モジュール20の接続を1種類のバスバー26のみで行うことができる、
-各電池モジュール20へのアクセス性が向上する、等。
 また、図14のような、蓄電池ユニット10(以下、電池部(10)ともいう)とPCSユニット92(以下、充放電器(92)ともいう)の配置関係によれば、次のような作用効果の少なくとも1つが得られる:
-蓄電池装置1の奥行き寸法を小さくすることができる、
-充放電器(92)と電池モジュール20へのアクセス性が向上する、
-特に、充放電器(92)が電池部(10)の直上にある場合、それらをつなぐ接続ケール長を短くできることから、コストダウンに有利となる、
-電池部(10)が下側に配置されているので、蓄電池装置1の重心が下がり、設置安定性が向上する、等。
 装置重心が高い場合、例えば地震等の際に装置が倒れないように、スタビライザー(不図示)と呼ばれる転倒防止部材を設けたり、筐体自体の強度や剛性を高めたりする必要がある。しかしながら、図14のような構成によれば、装置重心を下げることができるので、そうした必要がなくなり、筐体やフレームの製造コストを低減できる。
 なお、当然ながら、上記したようなそれぞれの作用効果は、全てが同時に奏されるようになっている必要はなく、蓄電池装置の仕様や用途に応じて適宜好適な構成を採用してもよい。
(蓄電池ユニットおよびPCSユニット等の配置)
 本発明のある一側面における蓄電池装置においては、図16A、図16Bに示すような、様々な、蓄電池ユニットおよびPCSユニット等の配置とすることができる。
 図16A(a)、(b)では、2つの蓄電池ユニット10が下段に2つ並び、上段にジャンクションボックス91およびPCSユニット92が並んで配置されている。
 図16A(c)では、2つの蓄電池ユニット10が上下2段に配置されており、ジャンクションボックス91およびPCSユニット92がその側方に配置されている。図16A(d)では、ジャンクションボックス91が2つのうち上側の蓄電池ユニット10の上に、また、PCSユニット92が同ユニット10の側方に配置されている。
 図16B(e)~(h)では、2つ分の蓄電池ユニット10に相当する大型の1つのユニット10′が用いられている。図16B(e)では、蓄電池ユニット10′の上側にジャンクションボックス91およびPCSユニット92が並んで配置されている。図16B(f)では、蓄電池ユニット10′の上側に、PCSユニット92とジャンクションボックス91とが上下方向に並んで配置されている。図16B(g)では、蓄電池ユニット10′の上側および側方に、それぞれ、ジャンクションボックス91とPCSユニット92とが配置されている。図16B(h)では、蓄電池ユニット10′の側方で、ジャンクションボックス91およびPCSユニット92が上下方向に並んで配置されている。
 以上、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記した内容に限定されるものではなく、種々変更可能である:
(a)電池カバー51、56等に関し、上記では、カップ部の底面形状が略四角形のものを例示したが、底面形状は、円形、楕円形、多角形、またはそれらのうち2つ以上の組合せであってもよい。
(b)上記では、電池カバーの凹部底面が平坦面あるいはそれに凹凸形状等が付されたものについて例示したが、例えば、高さの異なる2以上の面を有するものとしてもよい。
(c)電池積層体30に関し、8個の電池モジュール20が1つの仕切りプレート32で4つずつ仕切られたものを例示したが、例えば、12個の電池モジュール20が2つの仕切りプレートを用いて4つずつ仕切られた構成などとしてもよい。
(付記)
 本出願は以下の発明を包含する:
1.複数の電池モジュール(20)が積層された電池積層体(30)を含む少なくとも1つの電池部(10)と、
 前記電池モジュールの充放電を管理する充放電器(92)と、
 を備える蓄電池装置(1)において、
 前記電池モジュール(20)は、その厚みをA、幅をB、高さをCとした場合にC>B>Aの関係となっており(註:図4のような電気接続用の端子が突出している場合、そのような突出部は寸法に含めない)、かつ、前記電池モジュール(20)は、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向に延在するように配置され、
 前記電池部(10)が、前記充放電器(92)よりも下方に配置されていることを特徴とする、蓄電池装置(1)。
 このような構成によれば、電池部が充放電器よりも下方に配置されているので装置全体の低重心化が図られる。また、電池モジュールは、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向と略平行となるような向きで配置されているので、レール等を用いて引き出し可能に構成されていなくても、各電池モジュールへのアクセス性が良好なものとなる。
2.前記電池部は、前記電池積層体(30)がハウジング(50)の中に収納された蓄電池ユニット(10)として構成されている、上記記載の蓄電池装置。このような構成であっても、本発明による上記同様の作用効果を得ることができる。
3.前記電池部を2つ備え、該電池部は横方向に並んで配置されている、上記記載の蓄電池装置。電池部が2つある場合には、2つとも充放電器よりも下方に配置することによって、装置全体の重心を低く維持できる。
4.直列接続された3つ以上の電池モジュール(20)を有し、互いに隣接する電池モジュールどうしが同形状のバスバーで電気的に接続されている、上記記載の蓄電池装置。この場合、共通のバスバーを利用できるので、製造コストの低減に有利である。
5.1つの電池部における前記電池モジュールの数が、8個~16個である、上記記載の蓄電池装置。このような多数の電池モジュールを備える構成であっても、本発明による上記同様の作用効果を得ることができる。
1 蓄電池装置
10、110 蓄電池ユニット
21 収納ケース
22 主面
23、24 側面
25a、25b 端子
26 バスバー
27 樹脂ケース
28 カバー
29 凹部
29a 押圧面
30 電池積層体
31 エンドプレート
32 仕切りプレート
37、38 
45、46 支持部材
50 密閉ハウジング
51、56 電池カバー
51a カバー面
51b 側面
51f フランジ部
61、62 熱伝導シート
70 熱伝導板
71 接触面
72 突出部
80 フレーム
81L、81R 支柱
82、83 横フレーム部材
87 仕切部材
88 ベースプレート
89L、89R 脚部
91 ジャンクションボックス
92 PCSユニット
110 筐体
111 筐体本体
112 上カバー
113 下カバー
158 ベースプレート
Sa シール部材

Claims (5)

  1.  複数の電池モジュールが積層された電池積層体を含む少なくとも1つの電池部と、
     前記電池モジュールの充放電を管理する充放電器と、
     を備える蓄電池装置において、
     前記電池モジュールは、その厚みをA、幅をB、高さをCとした場合にC>B>Aの関係となっており、かつ、前記電池モジュールは、その幅方向が蓄電池装置の奥行き方向に延在するように配置され、
     前記電池部が、前記充放電器よりも下方に配置されていることを特徴とする、蓄電池装置。
  2.  前記電池部は、
     前記電池積層体がハウジングの中に収納された蓄電池ユニットとして構成されている、
     請求項1に記載の蓄電池装置。
  3.  前記電池部を2つ備え、該電池部は横方向に並んで配置されている、請求項1または2に記載の蓄電池装置。
  4.  直列接続された3つ以上の電池セルを有し、互いに隣接する電池モジュールどうしが同形状のバスバーで電気的に接続されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電池装置。
  5.  1つの電池部における前記電池モジュールの数が、8個~16個である、請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電池装置。
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