WO2022255100A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2022255100A1
WO2022255100A1 PCT/JP2022/020627 JP2022020627W WO2022255100A1 WO 2022255100 A1 WO2022255100 A1 WO 2022255100A1 JP 2022020627 W JP2022020627 W JP 2022020627W WO 2022255100 A1 WO2022255100 A1 WO 2022255100A1
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power storage
exterior body
axis direction
insulating
axis
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PCT/JP2022/020627
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駿 佐々木
敦之 小西
卓磨 河合
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株式会社Gsユアサ
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage device that includes a power storage element, an exterior body, and a bus bar.
  • Patent Literature 1 discloses a battery pack (power storage device) in which a bus bar protrudes from between a case and a cover member, which are two members constituting an exterior body in which battery cells (power storage elements) are accommodated.
  • the present invention has been made by the inventor of the present application with a new focus on the above problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device capable of improving the degree of freedom in the arrangement position of the busbar.
  • a power storage device includes a power storage element, an exterior body that houses the power storage element and has a wall portion with a through hole formed therein, and a bus bar penetrating through the through hole.
  • the present invention can be realized not only as a power storage device, but also as a combination of an exterior body and a bus bar.
  • the power storage device of the present invention it is possible to improve the degree of freedom in the arrangement position of the busbar.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing components included in the power storage device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing components included in the power storage device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing each component by disassembling the electric storage element according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the busbar according to the embodiment.
  • 6A and 6B are a perspective view and a perspective cross-sectional view showing the configuration of the terminal unit and its periphery according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the terminal unit and its surroundings according to the embodiment.
  • a power storage device includes a power storage element, an exterior body that houses the power storage element and has a wall portion with a through hole formed therein, and a bus bar penetrating through the through hole.
  • a through hole is formed at a position where the bus bar is to be arranged on the wall of the exterior body, and the bus bar passes through the through hole.
  • the wall portion may be made of metal, and the power storage device may further include an insulating member having an insulating portion arranged inside the through hole and around the bus bar.
  • a through hole is formed in a metal wall portion of an exterior body, a bus bar is passed through the through hole, and an insulating portion of an insulating member is arranged inside the through hole and around the bus bar. do. As a result, it is possible to improve the flexibility of the arrangement position of the busbar while improving the insulation between the wall portion of the exterior body and the busbar.
  • the insulating member further has a protruding portion protruding from the insulating portion along the outer surface of the wall portion.
  • An attachment member may be provided for attaching the projection to the wall.
  • the mounting member for mounting the projecting portion of the insulating member to the wall portion from the outside of the wall portion is arranged outside the wall portion of the exterior body. Easy to install. As a result, it is possible to easily improve the insulation between the wall portion of the exterior body and the busbar, and to improve the degree of freedom in the arrangement position of the busbar.
  • the mounting member may pass through the projection and be inserted into a recess formed on the outer surface of the wall to be fixed to the wall.
  • the attachment member when the insulating member is attached to the wall portion of the exterior body by the attachment member, the attachment member is inserted into the recess formed in the outer surface of the wall portion instead of penetrating the wall portion. Affix to the wall. As a result, a through hole through which the attachment member penetrates is not formed in the wall portion of the exterior body, so that the sealing performance of the exterior body can be improved.
  • a gasket may be provided between the wall portion and the projecting portion, and the gasket may be provided between the mounting member and the through hole.
  • the sealing performance of the exterior body by the insulating member (the sealing performance of the through-hole of the wall portion by the insulating member) is improved.
  • the gasket between the mounting member and the through-hole of the wall the through-hole can be sealed by the gasket near the through-hole. (sealability of through holes) can be further improved.
  • the wall portion may be a side wall of the exterior body, and the attachment member may attach the projecting portion to the side wall.
  • the longitudinal direction of the power storage device the direction in which the power storage unit and the control unit are arranged, the direction in which the short sides of the container of the power storage element face each other, or the direction in which the pair of electrode terminals of the power storage element are arranged is Define the X-axis direction.
  • the lateral direction of the power storage device, the alignment direction of the power storage element, the busbar plate, the busbar, and the busbar cover, the alignment direction of the body and lid of the container of the power storage element, or the projecting direction of the electrode terminal of the power storage element is the Y-axis direction.
  • the direction in which the main body and the lid of the power storage device are arranged, the direction in which the power storage element and the spacer are arranged, the direction in which the long sides of the container of the power storage element face each other, the stacking direction of the electrode plates of the electrode body of the power storage element, 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 cross each other (perpendicularly in this embodiment).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described below as the vertical direction.
  • the positive direction of the X-axis indicates the direction of the arrow on the X-axis
  • the negative direction of the X-axis indicates the direction opposite to the positive direction of the X-axis.
  • Expressions indicating relative directions or orientations, such as parallel and orthogonal, also include cases where the directions or orientations are not strictly speaking.
  • “Two directions are parallel” means not only that the two directions are completely parallel, but also that they are substantially parallel, that is, including a difference of, for example, several percent. do.
  • the expression “insulation” means "electrical insulation”.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device 1 according to this embodiment.
  • FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views showing components of the power storage device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 shows a further disassembled configuration of the exterior body 100, the storage element 200 and the spacer 300 shown in FIG.
  • the power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in the present embodiment.
  • the power storage device 1 is a battery module (assembled battery) used for power storage, power supply, or the like.
  • the power storage device 1 is used for driving mobile bodies such as automobiles, motorcycles, water crafts, ships, snowmobiles, agricultural machinery, construction machinery, or railway vehicles for electric railways, or for starting engines. Used as a battery or the like.
  • the vehicles include electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), and fossil fuel (gasoline, light oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles.
  • Examples of railway vehicles for the electric railway include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid trains having both diesel engines and electric motors.
  • the power storage device 1 can also be used as a stationary battery or the like for home or business use.
  • the power storage device 1 includes a power storage unit 10 and a control unit 20 , and the power storage unit 10 has an exterior body 100 and a terminal unit 30 .
  • a portion of the power storage device 1 having the power storage element 200 is referred to as a power storage unit 10
  • a portion having a control device for controlling the power storage element 200 is referred to as a control unit 20 .
  • inside the exterior body 100 there are a storage element 200, a spacer 300 (a first spacer 310 and a second spacer 320), a bus bar plate 400, a bus bar 500 (510 to 530), a bus bar
  • the cover 600, the control unit 20, and the like are accommodated.
  • the power storage device 1 may include, in addition to the components described above, an exhaust section for discharging gas discharged from the power storage element 200 to the outside of the exterior body 100 .
  • the terminal unit 30 is a member having an external terminal 31a that is a positive or negative module terminal (general terminal) of the power storage device 1. Attached to the negative end.
  • the terminal unit 30 has a busbar 31 .
  • the bus bar 31 is a plate-shaped conductive member, and is formed of a conductive member made of metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, nickel, or a combination thereof, or a conductive member other than metal.
  • the bus bar 31 is connected to the bus bar 520 at its positive Y-axis end and has a negative Y-axis end functioning as an external terminal 31a.
  • the external terminal 31a is a negative external terminal.
  • power storage element 200 of power storage unit 10 and external terminal 31 a are electrically connected via bus bar 520 .
  • Bus bar 31 and bus bar 520 are connected (joined) by bolting, but may be connected (joined) by welding or the like. A detailed description of the configuration of the terminal unit 30 will be given later.
  • the control unit 20 is a device that has a control device (not shown) that controls the power storage elements 200 that the power storage unit 10 has. Specifically, it is a BMS (Battery Management System) that controls the power storage elements 200.
  • the control device includes a circuit board, a fuse, a relay, a semiconductor switch such as a FET (Field Effect Transistor), a shunt resistor, and the like, which control charging and discharging of the storage element 200 .
  • An external terminal 21 that is a positive or negative module terminal (general terminal) of the power storage device 1 is arranged at the end of the exterior body 100 in the positive direction of the X axis and the negative direction of the Y axis.
  • the external terminal 21 is a terminal with a polarity different from that of the external terminal 31 a of the terminal unit 30 (positive external terminal).
  • External terminal 21 is electrically connected to storage element 200 .
  • the power storage device 1 charges electricity from the outside and discharges electricity to the outside through these external terminals 21 and 31a.
  • the external terminals 21 are made of any conductive material or the like that can be used for the busbars 31 .
  • the exterior body 100 is a box-shaped (substantially rectangular parallelepiped) container (module case) that constitutes the housing (outer shell) of the power storage device 1 (power storage unit 10).
  • the exterior body 100 is arranged outside the power storage elements 200 and the like, fixes the power storage elements 200 and the like at predetermined positions, and protects them from impacts and the like.
  • the exterior body 100 includes a first exterior body 110 and a second exterior body 120 arranged side by side in the Z-axis direction, joining members 130 and 140 for joining the first exterior body 110 and the second exterior body 120, and a collar. 150 and .
  • the first exterior body 110 is arranged in the Z-axis minus direction of the second exterior body 120 and is a flat rectangular member that constitutes the bottom wall of the exterior body 100, on which the power storage element 200 and the like are placed.
  • the second exterior body 120 is a bottomed rectangular tubular member that constitutes the main body of the exterior body 100 (a portion other than the bottom wall), and is connected (joined) to the first exterior body 110 to cover the power storage element 200 and the like.
  • the second exterior body 120 has a top wall 120a, a pair of long side walls 120b, and a pair of short side walls 120c.
  • the second exterior body 120 has an opening facing in the negative direction of the Z axis, and the first exterior body 110 functions as a lid that closes the opening of the second exterior body 120 .
  • the first exterior body 110 and the second exterior body 120 are made of metal members such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, steel plate, etc., or insulation treatment such as insulation coating, from the viewpoint of ensuring safety (breakage resistance). It is formed of a highly rigid member such as the metal member to which the The first exterior body 110 and the second exterior body 120 can be formed by, for example, aluminum die casting.
  • the first exterior body 110 and the second exterior body 120 may be formed of members of the same material, or may be formed of members of different materials.
  • connection portions 111 and 112 of the first exterior body 110 and the connection portion 121 and the like of the second exterior body 120 are joined using the joining members 130 and 140 and the collar 150 to form the first
  • the exterior body 110 and the second exterior body 120 are connected (fixed).
  • the long side wall 120b which is the wall portion (side wall) of the second exterior body 120 in the Y-axis negative direction, is positioned to sandwich the busbar plate 400, the busbars 500 (510 to 530), and the busbar cover 600 with the power storage element 200. placed.
  • a through hole 125 is formed in the long side wall 120b.
  • the through-hole 125 is a through-hole having a rectangular shape when viewed from the Y-axis direction, which is arranged at the end of the long side wall 120b in the negative direction of the X-axis and penetrates the long side wall 120b in the Y-axis direction.
  • the through hole 125 is a through hole through which the bus bar 31 passes when connecting (joining) the bus bar 31 of the terminal unit 30 to the bus bar 520 .
  • the first exterior body 110 and the second exterior body 120 are joined together to sandwich the power storage element 200 therebetween.
  • the first exterior body 110 and the second exterior body 120 sandwich and constrain the power storage element 200 in the Z-axis direction, and apply a restraining force to the power storage element 200 in the Z-axis direction.
  • the first exterior body 110 and the second exterior body 120 include a plurality of power storage elements 200 arranged in the X-axis direction and the Z-axis direction, and a plurality of spacers 300 (a first spacer 310 and a second spacer 300) arranged in the Z-axis direction.
  • first exterior body 110 and the second exterior body 120 collectively sandwich and constrain the plurality of power storage elements 200 and the plurality of spacers 300 .
  • first exterior body 110 and the second exterior body 120 are a pair of end plates.
  • the storage element 200 is a secondary battery (single battery) capable of charging and discharging electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. .
  • the power storage element 200 has a flattened rectangular parallelepiped shape (rectangular shape), a plurality of power storage elements 200 are arranged in the X-axis direction, and a plurality of power storage elements 200 are stacked in the Z-axis direction.
  • the eight power storage elements 200 are placed horizontally (sideways) (with the long side surfaces 211a of the power storage elements 200, which will be described later, facing the Z-axis direction).
  • four power storage elements 201 to 204 are arranged side by side in the X-axis direction from the X-axis minus direction to the X-axis plus direction, and four power storage elements 205 to 208 are arranged from the X-axis minus direction to the X-axis plus direction. are arranged side by side in the X-axis direction.
  • Four power storage elements 201 to 204 and four power storage elements 205 to 208 are stacked (stacked flat) in the Z-axis direction.
  • the number of power storage elements 200 is not particularly limited, and any number of power storage elements 200 may be arranged (arranged) in the X-axis direction, and how many power storage elements 200 may be arranged (stacked) in the Z-axis direction.
  • the shape of the electric storage element 200 is not limited to the rectangular shape described above, and may be other shapes such as a polygonal columnar shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, and an oval columnar shape.
  • the storage element 200 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or may be a capacitor.
  • the power storage element 200 may be a primary battery that can use stored electricity without being charged by the user, instead of a secondary battery.
  • the storage element 200 may be a battery using a solid electrolyte.
  • the storage element 200 may be a pouch-type storage element. A detailed description of the configuration of the storage element 200 will be given later.
  • the spacer 300 is a rectangular plate-shaped spacer that is aligned with the power storage element 200 in the Z-axis direction and is arranged adjacent to the power storage element 200 .
  • Spacer 300 is arranged in the positive Z-axis direction or the negative Z-axis direction of storage element 200 , facing long side surface 211 a of storage element 200 .
  • the spacer 300 is made of polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylene ether (PPE (including modified PPE)), polyethylene terephthalate (PET), Polybutylene terephthalate (PBT), polyetheretherketone (PEEK), tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), polyamide (PA), ABS resin
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPE polyphenylene ether
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • PEEK polyetheretherketone
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE poly
  • a first spacer 310 and a pair of second spacers 320 are arranged as spacers 300 .
  • the first spacer 310 is arranged across the plurality of power storage elements 200 at a position adjacent to the plurality of power storage elements 200 arranged in the X-axis direction in the Z-axis direction.
  • the first spacer 310 is positioned adjacent to the four power storage elements 200 (201 to 204 or 205 to 208) aligned in the X-axis direction in the Z-axis direction, and extends across the four power storage elements 200 in the X-axis direction. It is arranged so as to extend in the axial direction.
  • the first spacer 310 is an intermediate spacer arranged between the energy storage elements 200 adjacent in the Z-axis direction (between the four energy storage elements 201 to 204 and the four energy storage elements 205 to 208). is.
  • the second spacer 320 is arranged across the plurality of power storage elements 200 arranged in the X-axis direction at a position sandwiching the plurality of power storage elements 200 with the first spacer 310 in the Z-axis direction. Specifically, the second spacer 320 and the first spacer 310 sandwich the four energy storage elements 200 (201 to 204 or 205 to 208) aligned in the X-axis direction in the Z-axis direction. 200 extending in the X-axis direction.
  • second spacer 320 is an end spacer arranged between power storage element 200 and first exterior body 110 or second exterior body 120 . Specifically, a pair of second spacers 320 are arranged between the four storage elements 205 to 208 and the first exterior body 110 and between the four storage elements 201 to 204 and the second exterior body 120. be done.
  • first spacer 310 and the pair of second spacers 320 are arranged so as to sandwich the power storage element 200 in the Z-axis direction, and are spaced between the power storage elements 200 and between the power storage element 200 and the first exterior body 110 . and the second exterior body 120 are insulated.
  • the busbar plate 400 is a flat rectangular insulating member that is placed between the power storage element 200 and the busbar 500 and that can insulate the busbar 500 from other members and regulate the position of the busbar 500 .
  • the busbar plate 400 is made of any insulating resin material or the like that can be used for the spacers 300 .
  • the busbar plate 400 is arranged in the Y-axis negative direction of the plurality of power storage elements 200 and positioned with respect to the plurality of power storage elements 200 . As a result, the bus bar 500 is positioned with respect to the plurality of power storage elements 200 and joined to electrode terminals 220 (described later) of the plurality of power storage elements 200 .
  • the bus bar 500 is a plate-shaped member that is arranged in the Y-axis negative direction of the plurality of storage elements 200 and is connected (bonded) to the plurality of storage elements 200 and the terminal unit 30 .
  • three busbars 510 , 520 and 530 are arranged as busbars 500 .
  • Bus bar 510 is arranged between bus bar 520 and bus bar 530 and connects electrode terminals 220 of adjacent power storage elements 200 to each other.
  • the bus bar 520 is arranged most in the negative direction of the X axis among the plurality of bus bars 500, and connects the electrode terminal 220 of the power storage element 200, which is the most in the negative direction of the X axis, to the bus bar 31 of the terminal unit 30 to connect the power storage element. 200 and the external terminal 31a are electrically connected.
  • Bus bar 530 is arranged most in the positive X-axis direction among a plurality of bus bars 500 and electrically connects electrode terminal 220 of storage element 200 in the most positive X-axis direction with external terminal 21 .
  • bus bar 500 and electrode terminal 220 of power storage element 200 are connected (joined) by welding, but may be connected (joined) by bolting or the like.
  • Bus bar 500 is formed of any conductive material or the like that can be used for bus bar 31 .
  • bus bar 500 connects two storage elements 200 in parallel to form four sets of storage element groups, and connects the four sets of storage element groups in series. The form is not particularly limited. A detailed description of the configuration of bus bar 500 will be given later.
  • the busbar cover 600 is an insulating cover member that is arranged to cover the busbar 500 and insulates the busbar 500 from other members.
  • the busbar cover 600 is a plate-shaped member that extends in the X-axis direction over the plurality of busbars 500 (510 to 530) so as to cover the plurality of busbars 500 (510 to 530).
  • the busbar cover 600 is arranged between the busbar 500 and the wall portion of the second exterior body 120 (the long side wall 120b in the negative Y-axis direction). Thereby, the busbar cover 600 insulates the plurality of busbars 500 from other members such as the long side walls 120b.
  • the busbar cover 600 is made of any insulating resin material or the like that can be used for the spacers 300 .
  • Busbar cover 600 is arranged at a position sandwiching busbar 500 with busbar plate 400 , and has a portion that engages with busbar plate 400 , so that busbar cover 600 is attached and fixed to busbar plate 400 .
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing each component by disassembling the power storage device 200 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4 shows an exploded view of each part in a state in which the electric storage device 200 shown in FIG. 3 is placed vertically (upright).
  • the electric storage element 200 includes a container 210, a pair of (positive electrode and negative electrode) electrode terminals 220, and a pair of (positive electrode and negative electrode) gaskets 230.
  • a pair of (positive electrode and negative electrode) gaskets 240 , a pair (positive electrode and negative electrode) current collectors 250 , and an electrode body 260 are housed inside the container 210 .
  • An electrolytic solution non-aqueous electrolyte
  • the type thereof is not particularly limited as long as it does not impair the performance of the electric storage element 200, and various kinds can be selected.
  • a spacer disposed on the side or below the electrode body 260, an insulating film wrapping the electrode body 260 and the like, an insulating sheet covering the outer surface of the container 210, or the like may be disposed.
  • the container 210 is a rectangular parallelepiped (square or box-shaped) case having a container body 211 with an opening and a container lid 212 that closes the opening of the container body 211 .
  • the container 210 has a structure that can seal the inside by joining the container main body 211 and the container lid 212 by welding or the like after the electrode body 260 and the like are accommodated inside the container main body 211 .
  • the material of the container body 211 and the container lid 212 is not particularly limited, but weldable metals such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, and plated steel plate are preferable.
  • the container main body 211 is a rectangular tubular member that constitutes the main body of the container 210 and has a bottom, and an opening is formed on the Y-axis negative direction side.
  • the container body 211 has a pair of rectangular and planar (flat) long side surfaces 211a on both side surfaces in the Z-axis direction, and a pair of rectangular and planar (flat) side surfaces on both side surfaces in the X-axis direction. It has a short side surface 211b and a rectangular planar (flat) bottom surface 211c on the Y-axis plus direction side.
  • the container lid 212 is a rectangular plate-like member that constitutes the lid of the container 210 , and is arranged to extend in the X-axis direction in the negative Y-axis direction of the container body 211 .
  • the container cover 212 has a gas discharge valve 212a that releases the pressure inside the container 210 when the pressure rises, and an injection part (not shown) for injecting the electrolytic solution into the container 210. ) etc. are provided.
  • the electrode body 260 is a power storage element (power generation element) formed by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator.
  • the positive electrode plate is formed by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode plate is formed by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as copper or a copper alloy.
  • the active material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer any known material can be appropriately used as long as it can intercalate and deintercalate lithium ions.
  • electrode body 260 is formed by winding electrode plates (positive electrode plate and negative electrode plate) around a winding axis (virtual axis parallel to the X-axis direction) extending in the X-axis direction. It is a type (so-called vertically wound type) electrode body.
  • the Z-axis direction is also called the stacking direction.
  • the electrode body 260 is formed by stacking electrode plates in the stacking direction.
  • the electrode body 260 has a pair of flat portions 261 aligned in the Z-axis direction and a pair of curved portions 262 aligned in the Y-axis direction by winding the electrode plate. is the stacking direction of the electrode plates in the flat portion 261 .
  • the flat portion 261 is a flat portion that connects the ends of the pair of curved portions 262, and the curved portion 262 is a portion curved in a semicircular shape or the like so as to protrude in the Y-axis direction.
  • the direction in which the flat surface of the flat portion 261 faces or the facing direction of the pair of flat portions 261 can also be defined as the stacking direction. Therefore, it can be said that the power storage elements 201 and 205 are arranged in the stacking direction. The same applies to other storage elements 200 .
  • the X-axis direction in which the power storage elements 201 to 204 are arranged is also called an arrangement direction.
  • the power storage elements 201 to 204 are arranged in an arrangement direction crossing the stacking direction. The same applies to the storage elements 205-208.
  • the active material is formed (coated) at the ends of the positive electrode plate and the negative electrode plate in the shifted direction. 3) It has a part (active material layer non-formed part) where the base material layer is exposed without being exposed.
  • the electrode assembly 260 protrudes from the flat portion 261 and the curved portion 262 to both sides in the X-axis direction at both ends in the X-axis direction, and the current collector 250 is formed by laminating the active material layer-free portions of the positive electrode plate and the negative electrode plate. It has an end 263 connected to the .
  • the electrode body 260 may be a so-called horizontal-wound electrode body formed by winding electrode plates around a winding axis extending in the Y-axis direction, or a laminated type electrode body formed by stacking a plurality of flat plate-shaped electrode plates ( Any type of electrode body may be used, such as a stack type electrode body or a bellows-shaped electrode body in which electrode plates are folded into a bellows shape.
  • the flat portion is the flat portion other than the curved portion and the connection portion (tab) with the current collector.
  • a flat portion is a flat portion other than the connection portion (tab) with the current collector.
  • the electrode terminal 220 is a terminal member (a positive terminal and a negative terminal) of the storage element 200, and is arranged on the container lid 212 so as to protrude in the Y-axis negative direction.
  • the electrode terminal 220 is electrically connected to the positive plate and the negative plate of the electrode assembly 260 via the current collector 250 .
  • the electrode terminal 220 is made of a conductive member such as metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy.
  • the current collector 250 is a conductive member (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) electrically connected to the electrode terminal 220 and the end portion 263 of the electrode body 260 .
  • the current collector 250 is made of aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or the like.
  • the gaskets 230 and 240 are flat insulating sealing members arranged between the container lid 212 and the electrode terminal 220 and current collector 250 . Gaskets 230 and 240 are made of any insulating resin material or the like that can be used for spacer 300 .
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of busbar 500 according to the present embodiment. Specifically, FIG. 5 shows a bus bar 510 and a bus bar 520 in the negative direction of the X axis among the bus bars 500, and the storage elements 200 (201, 202, 205 and 206) to which the bus bars 510 and 520 are connected. ing. Three busbars 510 of busbars 500 have the same configuration, and busbars 520 and 530 have the same configuration, so in FIG. .
  • the bus bar 510 has a connecting portion 511, a connecting portion 512, a connecting portion 513, a connecting portion 514, a connecting portion 515, a connecting portion 516, and a connecting portion 517.
  • the busbar 520 has a connection portion 521 , a connection portion 522 , a connection portion 523 , and a connecting portion 524 .
  • the connecting portion 511 is a plate-like and rectangular portion parallel to the XZ plane, which is connected (joined) to the electrode terminal 223 of the power storage element 201 in the positive direction of the X-axis.
  • the electrode terminal 223 is a positive electrode terminal (positive electrode terminal).
  • the connection portion 512 is a plate-like rectangular portion parallel to the XZ plane, which is arranged in the Z-axis negative direction of the connection portion 511 and is connected (joined) to the electrode terminal 224 of the power storage element 205 in the X-axis positive direction. is.
  • the electrode terminal 224 is a positive electrode terminal (positive electrode terminal).
  • the connecting portion 513 is a plate-like rectangular portion parallel to the XZ plane, which is arranged in the positive direction of the X-axis of the connecting portion 511 and is connected (joined) to the electrode terminal 225 of the power storage element 202 in the negative direction of the X-axis. is.
  • the electrode terminal 225 is a negative electrode terminal (negative terminal).
  • the connection portion 514 is a plate-like rectangular portion parallel to the XZ plane, which is arranged in the negative Z-axis direction of the connection portion 513 and is connected (joined) to the electrode terminal 226 of the power storage element 206 in the negative X-axis direction. is.
  • the electrode terminal 226 is a negative electrode terminal (negative terminal).
  • the connecting portion 515 is a substantially C-shaped protruding portion that protrudes in the negative Y-axis direction from the edge of the connecting portion 511 in the positive direction of the X-axis and the edge of the connecting portion 513 in the negative direction of the X-axis. is.
  • the connecting portion 516 is a substantially C-shaped protruding portion when viewed from the Z-axis direction, protruding in the negative Y-axis direction from the edge of the connecting portion 512 in the positive direction of the X-axis and the edge of the connecting portion 514 in the negative direction of the X-axis. is.
  • the connecting portion 517 is a substantially C-shaped concave portion that is recessed in the positive Y-axis direction from the edge of the connecting portion 515 in the negative Z-axis direction and the edge of the connecting portion 516 in the positive Z-axis direction.
  • the connecting portion 515 connects the connecting portions 511 and 513
  • the connecting portion 516 connects the connecting portions 512 and 514
  • the connecting portion 517 connects the connecting portions 515 and 516 .
  • the connecting portion 521 is a plate-like and rectangular portion parallel to the XZ plane, which is connected (joined) to the electrode terminal 221 of the power storage element 201 in the negative direction of the X-axis.
  • the electrode terminal 221 is a negative electrode terminal (negative terminal).
  • the connecting portion 522 is a flat plate-like rectangular portion parallel to the XZ plane, which is arranged in the negative Z-axis direction of the connecting portion 521 and is connected (joined) to the electrode terminal 222 of the power storage element 205 in the negative X-axis direction. is.
  • the electrode terminal 221 is a negative electrode terminal (negative terminal).
  • the connecting portion 523 is a plate-like and rectangular portion parallel to the XY plane that protrudes in the negative Y-axis direction from the edge in the positive Z-axis direction of the portion of the connecting portion 522 in the negative X-axis direction.
  • the connection portion 523 is connected (joined) to the external terminal 31 a of the bus bar 31 of the terminal unit 30 .
  • the connecting portion 524 extends along the Y-axis from the edge of the connecting portion 521 in the positive direction of the X-axis in the negative direction of the Z-axis and the edge of the end of the connecting portion 522 in the positive direction of the X-axis in the positive direction of the Z-axis. It is a substantially C-shaped protruding portion protruding in the negative direction when viewed from the X-axis direction. Thereby, the connecting portion 524 connects the connecting portions 521 and 522 .
  • FIG. 6A and 6B are a perspective view and a perspective cross-sectional view showing the configuration of the terminal unit 30 and its surroundings according to the present embodiment.
  • (a) of FIG. 6 is a perspective view showing the terminal unit 30, the through hole 125 formed in the long side wall 120b of the second exterior body 120 of the exterior body 100, and the configuration of the periphery thereof.
  • FIG. 6(b) is a perspective cross-sectional view showing the configuration of the terminal unit 30 shown in FIG. 6(a) cut along a plane passing through the center of the terminal unit 30 and parallel to the YZ plane.
  • FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of the terminal unit 30 and its surroundings according to the present embodiment. Specifically, FIG. 7 shows a cross section when the end of the power storage unit 10 in the negative direction of the X axis is cut along a plane that passes through the center of the terminal unit 30 and is parallel to the YZ plane.
  • the terminal unit 30 includes an insulating member 32, a terminal connection portion 33, a busbar connection portion 34, a mounting member 35, and a bus bar 31 having the external terminals 31a. have.
  • a groove portion 127 , four concave portions 128 , and a restricting portion 129 are provided at positions corresponding to the terminal units 30 on the long side wall 120 b of the second exterior body 120 .
  • a gasket 160 is arranged between the terminal unit 30 and the long side wall 120b.
  • the insulating member 32 is an insulating member that covers the busbar 31 and insulates the busbar 31 from other members.
  • the insulating member 32 is inserted into the through hole 125 of the long side wall 120b of the second exterior body 120, and is attached to the long side wall 120b in a state of protruding outward (Y-axis negative direction) from the through hole 125.
  • the insulating member 32 is made of any insulating resin material or the like that can be used for the spacer 300 .
  • the insulating member 32 is integrated (integrally formed) with the busbar 31, the terminal connection portion 33, the busbar connection portion 34, and the mounting member 35 by insert molding.
  • the insulating member 32 has an insulating portion 32a, a first insulating projecting portion 32b, a second insulating projecting portion 32c, and a terminal block 32e.
  • the insulating portion 32 a is a portion arranged inside the through hole 125 and around the bus bar 31 .
  • the inner side of the through-hole 125 is a portion toward the center of the annular peripheral wall (the inner circumference or the inner edge of the through-hole 125) forming the through-hole 125, and is the inner circumference of the through-hole 125 when viewed from the Y-axis direction. the inner part.
  • the insulating portion 32a is disposed inside the through-hole 125 and around the busbar 31 over the entire circumference in the X-axis direction and the Z-axis direction at the center portion of the busbar 31 in the Y-axis direction. It is an annular portion when viewed from the axial direction.
  • the insulating portion 32 a is arranged between the peripheral wall of the through hole 125 and the bus bar 31 .
  • the insulating portion 32 a ensures insulation between the long side wall 120 b and the bus bar 31 .
  • the first insulating projecting portion 32b is a projecting portion that projects from the insulating portion 32a along the busbar 31 in the positive Y-axis direction. It covers both side surfaces in the X-axis direction and the end surface in the plus direction of the Y-axis. Inside the second exterior body 120 , the surface of the busbar 31 in the negative Z-axis direction is exposed from the insulating member 32 , and this exposed portion is connected to the busbar 520 .
  • a busbar connecting portion 34 for connecting the busbar 31 and the busbar 520 is arranged on the first insulating projecting portion 32b.
  • the busbar connection portion 34 is a joint member that is joined to the joint member 34a to connect the busbar 31 and the busbar 520.
  • the busbar connecting portion 34 is a nut having a female thread
  • the joining member 34a is a bolt having a male thread.
  • the joint member 34a is inserted into the through hole formed in the connection portion 523 of the busbar 520, and the male screw portion of the joint member 34a is screwed into the female screw portion of the busbar connection portion 34, whereby the joint member 34a is connected to the busbar. It is fixed to the part 34 . Thereby, the bus bar 31 and the bus bar 520 are connected (bonded).
  • the second insulating projecting portion 32c is a projecting portion that projects from the insulating portion 32a along the outer surface of the long side wall 120b (wall portion). Specifically, the second insulating projecting portion 32c protrudes from the insulating portion 32a to both sides in the X-axis direction and both sides in the Z-axis direction on the outside of the second exterior body 120, and is attached to the long side wall 120b. More specifically, four circular through-holes 32d are formed in the Y-axis direction at both ends in the X-axis direction and both ends in the Z-axis direction of the second insulating projecting portion 32c. ing. By inserting the mounting member 35 into the four through holes 32d and fixing the mounting member 35 to the concave portion 128 of the long side wall 120b, the second insulating projecting portion 32c is mounted to the long side wall 120b.
  • the mounting member 35 is arranged outside (Y-axis minus direction) of the long side wall 120b (wall portion), and the second insulating projecting portion 32c (protruding part) to the long side wall 120b (wall part).
  • the mounting member 35 penetrates through the through hole 32d of the second insulating projecting portion 32c (projecting portion) and is inserted into the recess 128 formed in the outer surface of the long side wall 120b (wall portion) to form the long side wall 120b (wall portion). part).
  • the recessed portion 128 is a circular recessed portion when viewed from the Y-axis direction, in which the outer surface (the surface in the Y-axis negative direction) of the long side wall 120b is recessed in the Y-axis positive direction.
  • the mounting member 35 is a screw (bolt) having a male threaded portion, and the recess 128 has a female threaded portion.
  • the mounting member 35 is fixed to the recess 128 by screwing it onto the threaded portion. Thereby, the mounting member 35 mounts the second insulating projecting portion 32c (projecting portion) to the long side wall 120b (side wall).
  • a gasket 160 is arranged between the long side wall 120b (wall portion) and the second insulating projecting portion 32c (projecting portion). Specifically, a groove portion 127 is formed around the through-hole 125 in the long side wall 120 b , and the gasket 160 is arranged in the groove portion 127 .
  • the groove portion 127 is an annular groove portion (recess) viewed from the Y-axis direction, in which the outer surface of the long side wall 120b (the surface in the negative direction of the Y-axis) is recessed in the positive direction of the Y-axis over the entire periphery of the through-hole 125. is. Groove 127 is located closer to through-hole 125 than recess 128 . Groove 127 is arranged between recess 128 and through hole 125 . Therefore, the gasket 160 is arranged between the mounting member 35 and the through hole 125 .
  • the gasket 160 is an annular O-ring when viewed from the Y-axis direction, and is arranged inside the groove 127 over the entire length of the groove 127 .
  • a gasket 160 is placed in compression between the long side wall 120b and the second insulating protrusion 32c.
  • the gasket 160 is made of rubber (natural rubber, synthetic rubber), any insulating resin material that can be used for the spacer 300, or the like.
  • a restricting portion 129 is provided to restrict the movement of the second insulating projecting portion 32c (terminal unit 30) in the positive Z-axis direction.
  • the restricting portion 129 protrudes in the negative Y-axis direction from the outer surface of the long side wall 120b, which is arranged in the positive Z-axis direction of the second insulating protrusion 32c when the second insulating protrusion 32c is attached to the long side wall 120b. It is a protrusion.
  • the terminal block 32e is a portion that protrudes from the insulating portion 32a along the busbar 31 in the negative Y-axis direction. Both side surfaces and the end surface in the Y-axis negative direction are covered. Outside the second exterior body 120, the surface of the bus bar 31 in the Z-axis positive direction is exposed from the insulating member 32, and this exposed portion functions as an external terminal 31a.
  • the terminal block 32e is a pedestal portion that supports the external terminal 31a outside the second exterior body 120. As shown in FIG. A terminal connection portion 33 is arranged on the terminal block 32e.
  • the terminal connection portion 33 is a portion for connecting an external conductive member to the external terminal 31a.
  • the terminal connecting portion 33 is a bolt having a male screw portion, is inserted into a through hole formed in the external terminal 31a from the Z-axis negative direction, and is inserted from the external terminal 31a in the Z-axis positive direction. placed in a protruding state.
  • An end portion (bolt head) of the terminal connection portion 33 in the negative Z-axis direction is embedded in the terminal block 32e.
  • the through hole 125 is formed in the wall portion (long side wall 120b) of the exterior body 100 at the position where the bus bar 31 of the terminal unit 30 is desired to be arranged.
  • the through hole 125 is configured so that the bus bar 31 passes through it.
  • the busbar 31 can be arranged at a desired position, so that the degree of freedom of the arrangement position of the busbar 31 can be improved.
  • the long side wall 120b in which the through hole 125 is formed is made of metal, the long side wall 120b and the bus bar 31 may be electrically connected. For this reason, a through hole 125 is formed in the metal long side wall 120 b of the exterior body 100 , the bus bar 31 is passed through the through hole 125 , and an insulating member is provided inside the through hole 125 and around the bus bar 31 in the terminal unit 30 . 32 insulating portions 32a are arranged. As a result, the insulation between the wall portion (long side wall 120b) of the exterior body 100 and the busbars 31 can be improved, and the degree of freedom in the arrangement position of the busbars 31 can be improved.
  • a mounting member 35 is arranged outside the long side wall 120b of the exterior body 100 to mount the second insulating projecting portion 32c (projecting portion) of the insulating member 32 of the terminal unit 30 to the long side wall 120b from the outside of the long side wall 120b. be. Accordingly, the insulating member 32 can be easily attached to the long side wall 120b by the attachment member 35. As shown in FIG. Therefore, it is possible to easily improve the insulation between the walls (long side walls 120b) of the exterior body 100 and the busbars 31, and to improve the degree of freedom in the arrangement position of the busbars 31.
  • the mounting member 35 is formed on the outer surface of the long side wall 120b instead of penetrating the long side wall 120b. and is fixed to the long side wall 120b.
  • a through hole through which the attachment member 35 penetrates is not formed in the wall portion (long side wall 120b) of the exterior body 100, so that the sealing performance of the exterior body 100 can be improved.
  • the sealability of the exterior body 100 by the insulation member 32 is improved. sealing of the through-hole 125 of the side wall 120b) can be improved.
  • the through hole 125 can be sealed by the gasket 160 near the through hole 125.
  • the sealing property of the exterior body 100 by the insulating member 32 (sealing property of the through hole 125 of the long side wall 120b by the insulating member 32) can be further improved.
  • the insulation member 32 By attaching the second insulating projecting portion 32c of the insulating member 32 of the terminal unit 30 to the long side wall 120b, which is the side wall of the exterior body 100, the insulation member 32 can be prevented from protruding in the height direction of the exterior body 100. Thereby, it is possible to prevent the height of the power storage device 1 from increasing.
  • the second exterior body 120 of the exterior body 100 is a bottomed rectangular tubular member having an opening formed in the negative direction of the Z axis
  • the first exterior body 110 is the second exterior body.
  • 120 is a flat rectangular member that closes the opening.
  • the first exterior body 110 is a bottomed rectangular cylindrical member with an opening formed in the positive direction of the Z axis
  • the second exterior body 120 is a flat rectangular shape that closes the opening of the first exterior body 110 . It may be a shaped lid or any other shape.
  • the second exterior body 120 is entirely made of metal.
  • the long side wall 120b in which the through hole 125 is formed may also be made of an insulating member such as resin instead of metal. That is, the second exterior body 120 may be an insulating member such as resin as a whole.
  • the long side wall 120 b or the second exterior body 120 can be made of any insulating resin material or the like that can be used for the spacer 300 .
  • insulating portion 32 a (insulating member 32 ) may not be arranged inside through hole 125 and around bus bar 31 .
  • the insulating portion 32a of the insulating member 32 is arranged along the entire circumference of the busbar 31. It may be a configuration that does not
  • the mounting member 35 is inserted into the recess 128 formed on the outer surface of the long side wall 120b and fixed to the long side wall 120b.
  • the mounting member 35 may be inserted into a concave portion formed in the inner surface of the long side wall 120b and fixed to the long side wall 120b, or may be inserted into a through hole formed in the long side wall 120b and attached to the long side wall 120b. may be fixed to
  • the terminal unit 30 is attached to the long side wall 120b from the outside of the long side wall 120b by the mounting member 35 at the second insulating projecting portion 32c of the insulating member 32 .
  • the terminal unit 30 may be attached to the long side wall 120b by fitting, engagement, crimping, welding (welding), or the like, without using the attachment member 35 .
  • the terminal unit 30 may be attached to the long side wall 120b from the inside of the long side wall 120b.
  • the gasket 160 is arranged closer to the through-hole 125 than the mounting member 35 (between the mounting member 35 and the through-hole 125). It may be arranged at a distant position. Alternatively, the configuration may be such that the gasket 160 is not arranged.
  • the long side wall 120b of the second exterior body 120 is the wall portion in which the through hole 125 through which the busbar 31 penetrates is formed.
  • the through hole 125 may be formed in any wall portion of the exterior body 100, such as the upper wall 120a of the second exterior body 120, the short side wall 120c, the first exterior body 110, or the like.
  • the power storage device 1 does not need to include all the components described above. Power storage device 1 may not include control unit 20, spacer 300, busbar plate 400, busbar cover 600, or the like.
  • the present invention can be realized not only as the power storage device 1, but also as a combination of the exterior body 100 and the busbar 31, or a combination of the exterior body 100 and the terminal unit 30 (the busbar 31 and the insulating member 32).
  • the present invention can be applied to a power storage device having a power storage element such as a lithium ion secondary battery.

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Abstract

蓄電装置は、蓄電素子と、蓄電素子が収容され、貫通孔が形成された壁部を有する外装体と、貫通孔を貫通するバスバーと、を備える。

Description

蓄電装置
 本発明は、蓄電素子と外装体とバスバーとを備える蓄電装置に関する。
 従来、蓄電素子と、蓄電素子が収容される外装体と、バスバーとを備え、バスバーが外装体から突出した構成の蓄電装置が知られている。特許文献1には、電池セル(蓄電素子)が収容される外装体を構成する2つの部材であるケース及びカバー部材の間から、バスバーが突出した電池パック(蓄電装置)が開示されている。
国際公開第2017/169728号
 上記従来のような構成の蓄電装置では、バスバーの配置位置が制限されるという問題がある。上記特許文献1に開示された蓄電装置では、外装体を構成する2つの部材(ケース及びカバー部材)の間からバスバーが突出する構成であるため、バスバーの配置位置が制限されてしまう。これにより、バスバーと外部の導電部材とを接続するのが困難になる等の不具合が生じ得る。
 本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、バスバーの配置位置の自由度を向上させることができる蓄電装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子が収容され、貫通孔が形成された壁部を有する外装体と、前記貫通孔を貫通するバスバーと、を備える。
 本発明は、蓄電装置として実現できるだけでなく、外装体とバスバーとの組み合わせとしても実現できる。
 本発明における蓄電装置によれば、バスバーの配置位置の自由度を向上させることができる。
図1は、実施の形態に係る蓄電装置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装置が備える構成要素を分解して示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態に係る蓄電装置が備える構成要素を分解して示す分解斜視図である。 図4は、実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 図5は、実施の形態に係るバスバーの構成を示す斜視図である。 図6は、実施の形態に係る端子ユニット及びその周辺の構成を示す斜視図及び斜視断面図である。 図7は、実施の形態に係る端子ユニット及びその周辺の構成を示す断面図である。
 本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子が収容され、貫通孔が形成された壁部を有する外装体と、前記貫通孔を貫通するバスバーと、を備える。
 蓄電装置において、外装体の壁部におけるバスバーを配置したい位置に貫通孔を形成し、当該貫通孔をバスバーが貫通する構成にする。これにより、バスバーを所望の位置に配置できるため、バスバーの配置位置の自由度を向上させることができる。
 前記壁部は、金属製であり、前記蓄電装置は、さらに、前記貫通孔の内方かつ前記バスバーの周囲に配置される絶縁部を有する絶縁部材を備えてもよい。
 貫通孔が形成された壁部が金属製である場合、壁部とバスバーとが導通してしまうおそれがある。このため、蓄電装置において、外装体が有する金属製の壁部に貫通孔を形成し、当該貫通孔にバスバーを貫通させ、当該貫通孔の内方かつバスバーの周囲に絶縁部材の絶縁部を配置する。これにより、外装体の壁部とバスバーとの間の絶縁性の向上を図りつつ、バスバーの配置位置の自由度を向上させることができる。
 前記絶縁部材は、さらに、前記絶縁部から前記壁部の外面に沿って突出する突出部を有し、前記蓄電装置は、さらに、前記壁部の外方に配置され、前記壁部の外方から前記突出部を前記壁部に取り付ける取付部材を備えてもよい。
 これによれば、外装体の壁部の外方に、壁部の外方から絶縁部材の突出部を壁部に取り付ける取付部材が配置されることで、取付部材によって、絶縁部材を壁部に容易に取り付けることができる。これにより、外装体の壁部とバスバーとの間の絶縁性の向上を容易に図りつつ、バスバーの配置位置の自由度を向上させることができる。
 前記取付部材は、前記突出部を貫通し、かつ、前記壁部の外面に形成された凹部に挿入されて、前記壁部に固定されてもよい。
 これによれば、取付部材によって絶縁部材を外装体の壁部に取り付ける際に、取付部材を壁部に貫通させるのではなく、取付部材を、壁部の外面に形成された凹部に挿入して壁部に固定する。これにより、外装体の壁部に取付部材が貫通する貫通孔が形成されないため、外装体の密閉性を向上させることができる。
 さらに、前記壁部と前記突出部との間に配置されるガスケットを備え、前記ガスケットは、前記取付部材と前記貫通孔との間に配置されてもよい。
 これによれば、外装体の壁部と絶縁部材の突出部との間にガスケットを配置することで、絶縁部材による外装体の密閉性(絶縁部材による壁部の貫通孔の封止性)を向上させることができる。ガスケットを、取付部材と壁部の貫通孔との間に配置することで、貫通孔の近くでガスケットにより貫通孔を封止できるため、絶縁部材による外装体の密閉性(絶縁部材による壁部の貫通孔の封止性)をさらに向上させることができる。
 前記壁部は、前記外装体の側壁であり、前記取付部材は、前記突出部を前記側壁に取り付けてもよい。
 これによれば、絶縁部材の突出部を外装体の側壁に取り付けることで、絶縁部材が外装体の高さ方向に突出するのを抑制できる。これにより、蓄電装置の高さが高くなるのを抑制できる。
 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。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。
 以下の説明及び図面中において、蓄電装置の長手方向、蓄電ユニットと制御ユニットとの並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向を、X軸方向と定義する。蓄電装置の短手方向、蓄電素子とバスバープレートとバスバーとバスバーカバーとの並び方向、蓄電素子の容器の本体と蓋との並び方向、または、蓄電素子の電極端子の突出方向を、Y軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の本体と蓋との並び方向、蓄電素子とスペーサとの並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子の電極体の極板の積層方向、または、上下方向を、Z軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。
 以下の説明において、X軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。2つの方向が平行である、とは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。
 (実施の形態)
 [1 蓄電装置1の全般的な説明]
 まず、本実施の形態における蓄電装置1の概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る蓄電装置1の外観を示す斜視図である。図2及び図3は、本実施の形態に係る蓄電装置1が備える構成要素を分解して示す分解斜視図である。図3は、図2に示した外装体100、蓄電素子200及びスペーサ300をさらに分解した構成を示している。
 蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置1は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電装置1は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、及び、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置1は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。
 図1及び図2に示すように、蓄電装置1は、蓄電ユニット10と、制御ユニット20とを備え、蓄電ユニット10は、外装体100と、端子ユニット30とを有している。以下では、蓄電装置1のうちの蓄電素子200を有する部分を蓄電ユニット10と称し、蓄電素子200を制御する制御機器を有する部分を制御ユニット20と称する。図2及び図3に示すように、外装体100の内方には、蓄電素子200、スペーサ300(第一スペーサ310及び第二スペーサ320)、バスバープレート400、バスバー500(510~530)、バスバーカバー600、及び、制御ユニット20等が収容されている。蓄電装置1は、上記の構成要素の他、蓄電素子200から排出されるガスを外装体100の外方へ排気するための排気部等を備えていてもよい。
 端子ユニット30は、蓄電装置1の正極または負極のモジュール端子(総端子)である外部端子31aを有する部材であり、外装体100のY軸マイナス方向の側壁(後述の長側壁120b)のX軸マイナス方向の端部に取り付けられる。端子ユニット30は、バスバー31を有している。バスバー31は、板状の導電部材であり、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材で形成されている。バスバー31は、Y軸プラス方向の端部がバスバー520に接続され、かつ、Y軸マイナス方向の端部が外部端子31aとしての機能を有する構成となっている。外部端子31aは、負極の外部端子である。これにより、蓄電ユニット10が有する蓄電素子200と外部端子31aとが、バスバー520を介して電気的に接続される。バスバー31とバスバー520とは、ボルト締結によって接続(接合)されるが、溶接等によって接続(接合)されてもよい。端子ユニット30の構成の詳細な説明については、後述する。
 制御ユニット20は、蓄電ユニット10が有する蓄電素子200を制御する制御機器(図示せず)を有する装置であり、具体的には、蓄電素子200を制御するBMS(Battery Management System)である。当該制御機器は、蓄電素子200の充放電を制御する回路基板、ヒューズ、リレー、FET(Field Effect Transistor)等の半導体スイッチ、シャント抵抗等である。
 外装体100には、X軸プラス方向かつY軸マイナス方向の端部に、蓄電装置1の正極または負極のモジュール端子(総端子)である外部端子21が配置されている。外部端子21は、端子ユニット30の外部端子31aとは異なる極性の端子(正極の外部端子)である。外部端子21は、蓄電素子200と電気的に接続される。蓄電装置1は、これら外部端子21及び31aを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外部端子21は、バスバー31に使用可能ないずれかの導電性の材料等で形成されている。
 外装体100は、蓄電装置1(蓄電ユニット10)の筐体(外殻)を構成する箱形(略直方体形状)の容器(モジュールケース)である。外装体100は、蓄電素子200等の外方に配置され、これら蓄電素子200等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体100は、Z軸方向に並んで配置される第一外装体110及び第二外装体120と、第一外装体110及び第二外装体120を接合するための接合部材130及び140並びにカラー150と、を有している。
 第一外装体110は、第二外装体120のZ軸マイナス方向に配置され、外装体100の底壁を構成する扁平な矩形状の部材であり、蓄電素子200等が載置される。第二外装体120は、外装体100の本体(底壁以外の部位)を構成する有底矩形筒状の部材であり、第一外装体110と接続(接合)されて蓄電素子200等を覆う。第二外装体120は、上壁120aと、一対の長側壁120bと、一対の短側壁120cとを有している。第二外装体120には、Z軸マイナス方向に向く開口が形成されており、第一外装体110は、第二外装体120の当該開口を塞ぐ蓋体として機能する。第一外装体110及び第二外装体120は、安全性(耐圧壊性)確保の観点等から、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鋼板等の金属部材、または、絶縁塗装等の絶縁処理が施された当該金属部材等の剛性の高い部材で形成されている。第一外装体110及び第二外装体120は、例えばアルミダイカスト等で形成できる。第一外装体110及び第二外装体120は、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもよい。
 具体的には、第一外装体110が有する接続部111及び112と、第二外装体120が有する接続部121等とが、接合部材130、140及びカラー150を用いて接合されて、第一外装体110と第二外装体120とが接続(固定)される。第二外装体120のY軸マイナス方向の壁部(側壁)である長側壁120bは、蓄電素子200とで、バスバープレート400、バスバー500(510~530)、及び、バスバーカバー600を挟む位置に配置される。当該長側壁120bには、貫通孔125が形成されている。貫通孔125は、長側壁120bのX軸マイナス方向の端部に配置される、長側壁120bをY軸方向に貫通するY軸方向から見て矩形状の貫通孔である。貫通孔125は、端子ユニット30のバスバー31をバスバー520に接続(接合)する際に、バスバー31が貫通する貫通孔である。
 本実施の形態では、第一外装体110及び第二外装体120は、互いに接合されて、蓄電素子200を挟み込む。第一外装体110及び第二外装体120は、Z軸方向において蓄電素子200を挟んで拘束し、蓄電素子200にZ軸方向における拘束力を付与する。具体的には、第一外装体110及び第二外装体120は、X軸方向及びZ軸方向に並ぶ複数の蓄電素子200と、Z軸方向に並ぶ複数のスペーサ300(第一スペーサ310及び第二スペーサ320)とをZ軸方向(第一方向)において挟む位置に、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子200に亘って配置される。第一外装体110及び第二外装体120は、これら複数の蓄電素子200及び複数のスペーサ300を、まとめて挟んで拘束する。このように、第一外装体110及び第二外装体120は、一対のエンドプレートである、とも言える。
 蓄電素子200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200は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、X軸方向に複数の蓄電素子200が配列され、かつ、Z軸方向において複数の蓄電素子200が積層されている。本実施の形態では、8個の蓄電素子200が横置き(横倒し)にされた状態で(蓄電素子200の後述する長側面211aがZ軸方向に向いた状態で)、X軸方向及びZ軸方向に配列されている。具体的には、4つの蓄電素子201~204がX軸マイナス方向からX軸プラス方向に向けてX軸方向に並んで配列され、4つの蓄電素子205~208がX軸マイナス方向からX軸プラス方向に向けてX軸方向に並んで配列されている。4つの蓄電素子201~204と4つの蓄電素子205~208とが、Z軸方向に積層(平積み)されている。
 蓄電素子200の個数は特に限定されず、何個の蓄電素子200がX軸方向に配置(配列)されていてもよいし、何個の蓄電素子200がZ軸方向に配置(積層)されていてもよい。蓄電素子200の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよい。蓄電素子200は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子200は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子200は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子200は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子200の構成の詳細な説明については、後述する。
 スペーサ300は、Z軸方向において蓄電素子200と並び、かつ、蓄電素子200に隣接して配置される矩形状かつ平板状のスペーサである。スペーサ300は、蓄電素子200の長側面211aに対向して、蓄電素子200のZ軸プラス方向またはZ軸マイナス方向に配置される。スペーサ300は、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE(変性PPEを含む))、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の樹脂部材(絶縁部材)、または、ダンマ材等の断熱材等で形成されている。
 本実施の形態では、スペーサ300として、第一スペーサ310と、一対の第二スペーサ320とが配置されている。第一スペーサ310は、X軸方向に配列される複数の蓄電素子200とZ軸方向において隣り合う位置に、当該複数の蓄電素子200に亘って配置される。具体的には、第一スペーサ310は、X軸方向に並ぶ4つの蓄電素子200(201~204または205~208)とZ軸方向で隣り合う位置に、当該4つの蓄電素子200に亘ってX軸方向に延設されて配置される。本実施の形態では、第一スペーサ310は、Z軸方向で隣り合う蓄電素子200同士の間(4つの蓄電素子201~204と4つの蓄電素子205~208との間)に配置される中間スペーサである。
 第二スペーサ320は、X軸方向に配列される複数の蓄電素子200を第一スペーサ310とでZ軸方向において挟む位置に、当該複数の蓄電素子200に亘って配置される。具体的には、第二スペーサ320は、X軸方向に並ぶ4つの蓄電素子200(201~204または205~208)を第一スペーサ310とでZ軸方向で挟む位置に、当該4つの蓄電素子200に亘ってX軸方向に延設されて配置される。本実施の形態では、第二スペーサ320は、蓄電素子200と第一外装体110または第二外装体120との間に配置されるエンドスペーサである。具体的には、一対の第二スペーサ320が、4つの蓄電素子205~208と第一外装体110との間、及び、4つの蓄電素子201~204と第二外装体120との間に配置される。
 このように、第一スペーサ310及び一対の第二スペーサ320が、蓄電素子200をZ軸方向で挟むように配置されて、蓄電素子200同士の間、及び、蓄電素子200と第一外装体110及び第二外装体120との間を絶縁する。
 バスバープレート400は、蓄電素子200とバスバー500との間に配置され、バスバー500と他の部材との絶縁、及び、バスバー500の位置規制を行うことができる扁平な矩形状の絶縁部材である。バスバープレート400は、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成されている。バスバープレート400は、複数の蓄電素子200のY軸マイナス方向に配置され、複数の蓄電素子200に対して位置決めされる。これにより、バスバー500が、複数の蓄電素子200に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子200が有する後述の電極端子220に接合される。
 バスバー500は、複数の蓄電素子200のY軸マイナス方向に配置され、当該複数の蓄電素子200及び端子ユニット30に接続(接合)される板状の部材である。本実施の形態では、バスバー500として、3つのバスバー510と、バスバー520と、バスバー530とが配置されている。バスバー510は、バスバー520とバスバー530との間に配置され、隣り合う蓄電素子200が有する電極端子220同士を接続する。バスバー520は、複数のバスバー500のうちの最もX軸マイナス方向に配置され、蓄電素子200が有する最もX軸マイナス方向の電極端子220と端子ユニット30のバスバー31とを接続して、当該蓄電素子200と外部端子31aとを電気的に接続する。バスバー530は、複数のバスバー500のうちの最もX軸プラス方向に配置され、蓄電素子200が有する最もX軸プラス方向の電極端子220と外部端子21とを電気的に接続する。
 本実施の形態では、バスバー500と蓄電素子200の電極端子220とは、溶接によって接続(接合)されるが、ボルト締結等によって接続(接合)されてもよい。バスバー500は、バスバー31に使用可能ないずれかの導電性の材料等で形成されている。本実施の形態では、バスバー500は、蓄電素子200を2個ずつ並列に接続して4セットの蓄電素子群を構成し、当該4セットの蓄電素子群を直列に接続するが、バスバー500の接続形態は特に限定されない。バスバー500の構成の詳細な説明については、後述する。
 バスバーカバー600は、バスバー500を覆うように配置され、バスバー500と他の部材とを絶縁する絶縁性のカバー部材である。本実施の形態では、バスバーカバー600は、複数のバスバー500(510~530)を覆うように、当該複数のバスバー500に亘ってX軸方向に延設されて配置される板状の部材である。バスバーカバー600は、バスバー500と第二外装体120の壁部(Y軸マイナス方向の長側壁120b)との間に配置される。これにより、バスバーカバー600は、複数のバスバー500と当該長側壁120b等の他の部材とを絶縁する。バスバーカバー600は、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成されている。バスバーカバー600は、バスバープレート400とでバスバー500を挟む位置に配置され、バスバープレート400と嵌合する部位を有することにより、バスバープレート400に取り付けられて固定される。
 [2 蓄電素子200の説明]
 次に、蓄電素子200の構成について、詳細に説明する。蓄電ユニット10が備える8個の蓄電素子200(201~208)は、全て同様の構成を有するため、以下では、1つの蓄電素子200の構成についての説明を行う。図4は、本実施の形態に係る蓄電素子200を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。具体的には、図4は、図3に示した蓄電素子200を縦置きにした(立てた)状態で、各部を分解した図を示している。
 図4に示すように、蓄電素子200は、容器210と、一対(正極及び負極)の電極端子220と、一対(正極及び負極)のガスケット230と、を備えている。容器210の内方には、一対(正極及び負極)のガスケット240と、一対(正極及び負極)の集電体250と、電極体260とが収容されている。容器210の内方には、電解液(非水電解質)が封入されているが、図示は省略している。当該電解液としては、蓄電素子200の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択できる。上記の構成要素の他、電極体260の側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体260等を包み込む絶縁フィルム、または、容器210の外面を覆う絶縁シート等が配置されていてもよい。
 容器210は、開口が形成された容器本体211と、容器本体211の当該開口を閉塞する容器蓋体212と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器210は、電極体260等を容器本体211の内部に収容後、容器本体211と容器蓋体212とが溶接等により接合されることにより、内部を密封できる構造となっている。容器本体211及び容器蓋体212の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。
 容器本体211は、容器210の本体を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Y軸マイナス方向側に開口が形成されている。容器本体211は、Z軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の(平坦な)長側面211aを有し、X軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の(平坦な)短側面211bを有し、Y軸プラス方向側に矩形状かつ平面状の(平坦な)底面211cを有している。容器蓋体212は、容器210の蓋体を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体211のY軸マイナス方向にX軸方向に延設されて配置されている。容器蓋体212には、容器210内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁212a、及び、容器210の内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。
 電極体260は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。本実施の形態では、電極体260は、極板(正極板及び負極板)がX軸方向に延びる巻回軸(X軸方向に平行な仮想軸)まわりに巻回されて形成された巻回型(いわゆる縦巻き型)の電極体である。
 ここで、電極体260の極板(正極板及び負極板)は、Z軸方向に積層されているため、Z軸方向を積層方向とも呼ぶ。電極体260は、極板が積層方向に積層されて形成されている。電極体260は、極板が巻回されることで、Z軸方向に並ぶ一対の平坦部261と、Y軸方向に並ぶ一対の湾曲部262と、を有しているが、上記の積層方向は、平坦部261における極板の積層方向である。平坦部261は、一対の湾曲部262の端部同士を繋ぐ平坦な部位であり、湾曲部262は、Y軸方向に突出するように半円形状等に湾曲した部位である。平坦部261の平坦面の向く方向、または、一対の平坦部261の対向方向を、上記積層方向と定義することもできる。このため、蓄電素子201及び205は、当該積層方向に並んでいると言える。他の蓄電素子200についても同様である。蓄電素子201~204が配列されるX軸方向を、配列方向とも呼ぶ。蓄電素子201~204は、当該積層方向と交差する配列方向に配列されている。蓄電素子205~208についても同様である。
 電極体260は、正極板と負極板とがX軸方向に互いにずらして巻回されているため、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が形成(塗工)されず基材層が露出した部分(活物質層非形成部)を有している。電極体260は、X軸方向の両端部に、平坦部261及び湾曲部262からX軸方向両側に突出し、かつ、正極板及び負極板の活物質層非形成部が積層されて集電体250と接続される端部263を有している。
 電極体260は、Y軸方向に延びる巻回軸まわりに極板が巻回されて形成されたいわゆる横巻き型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。横巻き型の電極体の場合、湾曲部、及び、集電体との接続部(タブ)以外の平坦な部位が平坦部であり、積層型(スタック型)及び蛇腹型の電極体の場合、集電体との接続部(タブ)以外の平坦な部位が平坦部である。
 電極端子220は、蓄電素子200の端子部材(正極端子及び負極端子)であり、Y軸マイナス方向に突出するように容器蓋体212に配置されている。電極端子220は、集電体250を介して、電極体260の正極板及び負極板に電気的に接続されている。電極端子220は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。
 集電体250は、電極端子220と電極体260の端部263とに電気的に接続される導電性の部材(正極集電体及び負極集電体)である。集電体250は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等で形成されている。ガスケット230及び240は、容器蓋体212と電極端子220及び集電体250との間に配置された、平板状の絶縁性を有する封止部材である。ガスケット230及び240は、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成されている。
 [3 バスバー500の説明]
 次に、バスバー500の構成について、詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係るバスバー500の構成を示す斜視図である。具体的には、図5は、バスバー500のうちのX軸マイナス方向のバスバー510及びバスバー520と、当該バスバー510及び520が接続される蓄電素子200(201、202、205及び206)とを示している。バスバー500のうちの3つのバスバー510は同じ構成を有し、バスバー520及び530は同じ構成を有するため、図5では、X軸プラス方向の2つのバスバー510及びバスバー530の図示は省略している。
 図5に示すように、バスバー510は、接続部511と、接続部512と、接続部513と、接続部514と、繋ぎ部515と、繋ぎ部516と、繋ぎ部517と、を有している。バスバー520は、接続部521と、接続部522と、接続部523と、繋ぎ部524と、を有している。
 接続部511は、蓄電素子201が有するX軸プラス方向の電極端子223に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子223は、正極の電極端子(正極端子)である。接続部512は、接続部511のZ軸マイナス方向に配置され、蓄電素子205が有するX軸プラス方向の電極端子224に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子224は、正極の電極端子(正極端子)である。接続部513は、接続部511のX軸プラス方向に配置され、蓄電素子202が有するX軸マイナス方向の電極端子225に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子225は、負極の電極端子(負極端子)である。接続部514は、接続部513のZ軸マイナス方向に配置され、蓄電素子206が有するX軸マイナス方向の電極端子226に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子226は、負極の電極端子(負極端子)である。
 繋ぎ部515は、接続部511のX軸プラス方向の端縁及び接続部513のX軸マイナス方向の端縁からY軸マイナス方向に突出する、Z軸方向から見て略C字状の突出部である。繋ぎ部516は、接続部512のX軸プラス方向の端縁及び接続部514のX軸マイナス方向の端縁からY軸マイナス方向に突出する、Z軸方向から見て略C字状の突出部である。繋ぎ部517は、繋ぎ部515のZ軸マイナス方向の端縁及び繋ぎ部516のZ軸プラス方向の端縁からY軸プラス方向に凹む、X軸方向から見て略C字状の凹部である。このような構成により、繋ぎ部515は、接続部511及び513を繋ぎ、繋ぎ部516は、接続部512及び514を繋ぎ、繋ぎ部517は、繋ぎ部515及び516を繋ぐ。
 接続部521は、蓄電素子201が有するX軸マイナス方向の電極端子221に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子221は、負極の電極端子(負極端子)である。接続部522は、接続部521のZ軸マイナス方向に配置され、蓄電素子205が有するX軸マイナス方向の電極端子222に接続(接合)される、XZ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。電極端子221は、負極の電極端子(負極端子)である。接続部523は、接続部522のX軸マイナス方向の部位のZ軸プラス方向の端縁からY軸マイナス方向に突出する、XY平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。接続部523は、端子ユニット30が有するバスバー31の外部端子31aに接続(接合)される。
 繋ぎ部524は、接続部521のX軸プラス方向の端部のZ軸マイナス方向の端縁、及び、接続部522のX軸プラス方向の端部のZ軸プラス方向の端縁から、Y軸マイナス方向に突出する、X軸方向から見て略C字状の突出部である。これにより、繋ぎ部524は、接続部521及び522を繋ぐ。
 [4 端子ユニット30及びその周辺の構成の説明]
 次に、端子ユニット30及びその周辺の構成について、詳細に説明する。図6は、本実施の形態に係る端子ユニット30及びその周辺の構成を示す斜視図及び斜視断面図である。具体的には、図6の(a)は、端子ユニット30と、外装体100の第二外装体120の長側壁120bに形成された貫通孔125及びその周辺の構成とを示す斜視図である。図6の(b)は、図6の(a)に示した端子ユニット30を、端子ユニット30の中心を通りYZ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す斜視断面図である。図7は、本実施の形態に係る端子ユニット30及びその周辺の構成を示す断面図である。具体的には、図7は、蓄電ユニット10のX軸マイナス方向の端部を、端子ユニット30の中心を通りYZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示している。
 図6及び図7に示すように、端子ユニット30は、上述した外部端子31aを有するバスバー31の他に、絶縁部材32と、端子接続部33と、バスバー接続部34と、取付部材35と、を有している。第二外装体120の長側壁120bにおける端子ユニット30に対応する位置には、溝部127と、4つの凹部128と、規制部129とが設けられている。端子ユニット30と長側壁120bとの間には、ガスケット160が配置されている。
 絶縁部材32は、バスバー31の周囲を覆い、バスバー31と他の部材との絶縁を図る絶縁性の部材である。絶縁部材32は、第二外装体120の長側壁120bの貫通孔125に挿入され、かつ、貫通孔125から外方(Y軸マイナス方向)に突出した状態で、長側壁120bに対して取り付けられる。絶縁部材32は、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成されている。本実施の形態では、絶縁部材32は、バスバー31、端子接続部33、バスバー接続部34及び取付部材35と、インサート成形によって一体化(一体形成)されている。絶縁部材32は、絶縁部32aと、第一絶縁突出部32bと、第二絶縁突出部32cと、端子台32eと、を有している。
 絶縁部32aは、貫通孔125の内方かつバスバー31の周囲に配置される部位である。貫通孔125の内方とは、貫通孔125を形成する環状の周壁(貫通孔125の内周、内縁)よりも中心に向かう部分であり、Y軸方向から見て貫通孔125の内周の内側の部分である。具体的には、絶縁部32aは、バスバー31のY軸方向中央部におけるX軸方向及びZ軸方向の全周に亘って、貫通孔125の内方かつバスバー31の周囲に配置される、Y軸方向から見て環状の部位である。絶縁部32aは、貫通孔125の上記周壁とバスバー31との間に配置される。この絶縁部32aにより、長側壁120bとバスバー31との間の絶縁性が確保される。
 第一絶縁突出部32bは、絶縁部32aから、バスバー31に沿ってY軸プラス方向に突出する突出部であり、第二外装体120の内方において、バスバー31のZ軸プラス方向の面、X軸方向の両側面及びY軸プラス方向の端面を覆う。第二外装体120の内方において、バスバー31のZ軸マイナス方向の面が絶縁部材32から露出しており、この露出した部位がバスバー520に接続される。第一絶縁突出部32bには、バスバー31とバスバー520とを接続するためのバスバー接続部34が配置されている。
 バスバー接続部34は、図7に示すように、接合部材34aと接合されて、バスバー31とバスバー520とを接続する接合部材である。本実施の形態では、バスバー接続部34は、雌ネジ部を有するナットであり、接合部材34aは、雄ネジ部を有するボルトである。接合部材34aが、バスバー520の接続部523に形成された貫通孔に挿入され、接合部材34aの雄ネジ部がバスバー接続部34の雌ネジ部に螺合することにより、接合部材34aがバスバー接続部34に固定される。これにより、バスバー31とバスバー520とが接続(接合)される。
 第二絶縁突出部32cは、絶縁部32aから、長側壁120b(壁部)の外面に沿って突出する突出部である。具体的には、第二絶縁突出部32cは、第二外装体120の外方において、絶縁部32aからX軸方向両側かつZ軸方向両側に突出し、長側壁120bに取り付けられる。さらに具体的には、第二絶縁突出部32cのX軸方向両端部かつZ軸方向両端部には、Y軸方向に貫通するY軸方向から見て円形状の4つの貫通孔32dが形成されている。この4つの貫通孔32dに取付部材35が挿入されて、長側壁120bの凹部128に取付部材35が固定されることで、第二絶縁突出部32cが長側壁120bに取り付けられる。
 取付部材35は、長側壁120b(壁部)の外方(Y軸マイナス方向)に配置され、長側壁120b(壁部)の外方(Y軸マイナス方向)から第二絶縁突出部32c(突出部)を長側壁120b(壁部)に取り付ける部材である。取付部材35は、第二絶縁突出部32c(突出部)の貫通孔32dを貫通し、かつ、長側壁120b(壁部)の外面に形成された凹部128に挿入されて、長側壁120b(壁部)に固定される。凹部128は、長側壁120bの外面(Y軸マイナス方向の面)がY軸プラス方向に凹んだ、Y軸方向から見て円形状の凹部である。本実施の形態では、取付部材35は、雄ネジ部が形成されたねじ(ボルト)であり、凹部128には雌ネジ部が形成されており、取付部材35の雄ネジ部が凹部128の雌ネジ部に螺合することにより、取付部材35が凹部128に固定される。これにより、取付部材35が、第二絶縁突出部32c(突出部)を長側壁120b(側壁)に取り付ける。
 長側壁120b(壁部)と第二絶縁突出部32c(突出部)との間には、ガスケット160が配置されている。具体的には、長側壁120bにおける貫通孔125の周囲に、溝部127が形成されており、ガスケット160は、溝部127内に配置される。溝部127は、貫通孔125の周囲の全周に亘って、長側壁120bの外面(Y軸マイナス方向の面)がY軸プラス方向に凹んだ、Y軸方向から見て環状の溝部(凹部)である。溝部127は、凹部128よりも貫通孔125の近くに配置されている。溝部127は、凹部128と貫通孔125との間に配置されている。このため、ガスケット160は、取付部材35と貫通孔125との間に配置されることとなる。
 ガスケット160は、Y軸方向から見て環状のOリングであり、溝部127の全長に亘って溝部127内に配置される。ガスケット160は、長側壁120bと第二絶縁突出部32cとの間において、圧縮された状態で配置される。ガスケット160は、ゴム(天然ゴム、合成ゴム)、または、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成されている。
 長側壁120bにおける貫通孔125よりもZ軸プラス方向の端部には、第二絶縁突出部32c(端子ユニット30)のZ軸プラス方向への移動を規制する規制部129が設けられている。規制部129は、第二絶縁突出部32cが長側壁120bに取り付けられた際に第二絶縁突出部32cのZ軸プラス方向に配置される、長側壁120bの外面からY軸マイナス方向に突出する突起である。外部端子31aに外部の導電部材が接続される際に外部端子31aがZ軸プラス方向に持ち上げられた場合に、規制部129が、Z軸方向において第二絶縁突出部32cと当接することで、端子ユニット30が浮き上がる(Z軸プラス方向に移動する)のを防止する。
 端子台32eは、絶縁部32aから、バスバー31に沿ってY軸マイナス方向に突出する部位であり、第二外装体120の外方において、バスバー31のZ軸マイナス方向の面、X軸方向の両側面及びY軸マイナス方向の端面を覆う。第二外装体120の外方において、バスバー31のZ軸プラス方向の面が絶縁部材32から露出しており、この露出した部位が外部端子31aとして機能する。このように、端子台32eは、第二外装体120の外方で、外部端子31aを支持する台座部である。端子台32eには、端子接続部33が配置される。
 端子接続部33は、外部端子31aに外部の導電部材を接続するための部位である。本実施の形態では、端子接続部33は、雄ネジ部を有するボルトであり、外部端子31aに形成された貫通孔にZ軸マイナス方向から挿入され、かつ、外部端子31aからZ軸プラス方向に突出した状態で配置される。端子接続部33のZ軸マイナス方向の端部(ボルトの頭部)は、端子台32eに埋設されている。
 [5 効果の説明]
 以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1によれば、外装体100の壁部(長側壁120b)において端子ユニット30のバスバー31を配置したい位置に貫通孔125を形成し、貫通孔125をバスバー31が貫通する構成にする。これにより、バスバー31を所望の位置に配置できるため、バスバー31の配置位置の自由度を向上させることができる。
 貫通孔125が形成された長側壁120bが金属製である場合、長側壁120bとバスバー31とが導通してしまうおそれがある。このため、外装体100が有する金属製の長側壁120bに貫通孔125を形成し、貫通孔125にバスバー31を貫通させ、端子ユニット30において貫通孔125の内方かつバスバー31の周囲に絶縁部材32の絶縁部32aを配置する。これにより、外装体100の壁部(長側壁120b)とバスバー31との間の絶縁性の向上を図りつつ、バスバー31の配置位置の自由度を向上させることができる。
 外装体100の長側壁120bの外方に、長側壁120bの外方から、端子ユニット30の絶縁部材32の第二絶縁突出部32c(突出部)を長側壁120bに取り付ける取付部材35が配置される。これにより、取付部材35によって、絶縁部材32を長側壁120bに容易に取り付けることができる。したがって、外装体100の壁部(長側壁120b)とバスバー31との間の絶縁性の向上を容易に図りつつ、バスバー31の配置位置の自由度を向上させることができる。
 取付部材35によって端子ユニット30の絶縁部材32を外装体100の長側壁120bに取り付ける際に、取付部材35を長側壁120bに貫通させるのではなく、取付部材35を、長側壁120bの外面に形成された凹部128に挿入して長側壁120bに固定する。これにより、外装体100の壁部(長側壁120b)に取付部材35が貫通する貫通孔が形成されないため、外装体100の密閉性を向上させることができる。
 外装体100の長側壁120bと端子ユニット30の絶縁部材32の第二絶縁突出部32cとの間にガスケット160を配置することで、絶縁部材32による外装体100の密閉性(絶縁部材32による長側壁120bの貫通孔125の封止性)を向上させることができる。ガスケット160を、取付部材35と長側壁120bの貫通孔125との間に配置することで、貫通孔125の近くでガスケット160により貫通孔125を封止できる。これにより、絶縁部材32による外装体100の密閉性(絶縁部材32による長側壁120bの貫通孔125の封止性)をさらに向上させることができる。
 端子ユニット30の絶縁部材32の第二絶縁突出部32cを外装体100の側壁である長側壁120bに取り付けることで、絶縁部材32が外装体100の高さ方向に突出するのを抑制できる。これにより、蓄電装置1の高さが高くなるのを抑制できる。
 [6 変形例の説明]
 以上、本発明の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、この実施の形態に限定されるものではない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、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。
 上記実施の形態では、外装体100は、第二外装体120が、Z軸マイナス方向側に開口が形成された有底矩形筒状の部材であり、第一外装体110が、第二外装体120の当該開口を塞ぐ扁平な矩形状の部材であることとした。しかし、第一外装体110が、Z軸プラス方向側に開口が形成された有底矩形筒状の部材であり、第二外装体120が、第一外装体110の当該開口を塞ぐ扁平な矩形状の蓋であってもよいし、その他どのような形状であってもよい。
 上記実施の形態では、第二外装体120は、全体が金属製の部材であることとしたが、バスバー31が貫通する貫通孔125が形成された壁部である長側壁120b以外の部位が金属製でない構成でもよい。貫通孔125が形成された長側壁120bについても、金属製ではなく、樹脂等の絶縁性の部材であってもよい。つまり、第二外装体120は、全体が樹脂等の絶縁性の部材であってもよい。長側壁120bまたは第二外装体120は、スペーサ300に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂材料等で形成できる。この場合、貫通孔125の内方かつバスバー31の周囲には、絶縁部32a(絶縁部材32)は配置されなくてもよい。
 上記実施の形態では、端子ユニット30において、絶縁部材32の絶縁部32aは、バスバー31の周囲の全周に亘って配置されることとしたが、バスバー31の全周のうちの一部に配置されない構成でもよい。
 上記実施の形態では、取付部材35は、長側壁120bの外面に形成された凹部128に挿入されて、長側壁120bに固定されることとした。しかし、取付部材35は、長側壁120bの内面に形成された凹部に挿入されて、長側壁120bに固定されてもよいし、長側壁120bに形成された貫通孔に挿入されて、長側壁120bに固定されてもよい。
 上記実施の形態では、端子ユニット30は、絶縁部材32の第二絶縁突出部32cにおいて、取付部材35によって長側壁120bの外方から長側壁120bに取り付けられることとした。しかし、端子ユニット30は、取付部材35を用いることなく、嵌合、係合、かしめ、または、溶接(溶着)等により長側壁120bに取り付けられてもよい。端子ユニット30は、長側壁120bの内方から長側壁120bに取り付けられてもよい。
 上記実施の形態では、ガスケット160は、取付部材35よりも貫通孔125の近く(取付部材35と貫通孔125との間)に配置されることとしたが、取付部材35よりも貫通孔125から遠い位置に配置されてもよい。または、ガスケット160が配置されない構成でもよい。
 上記実施の形態では、バスバー31が貫通する貫通孔125が形成された壁部は、第二外装体120の長側壁120bであることとした。しかし、第二外装体120の上壁120a、短側壁120c、または、第一外装体110等、外装体100が有するいずれの壁部に貫通孔125が形成されてもよい。
 蓄電装置1は、上述した全ての構成要素を備えている必要はない。蓄電装置1は、制御ユニット20、スペーサ300、バスバープレート400、または、バスバーカバー600等を備えていなくてもよい。
 上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
 本発明は、蓄電装置1として実現できるだけでなく、外装体100とバスバー31との組み合わせ、または、外装体100と端子ユニット30(バスバー31及び絶縁部材32)との組み合わせとしても実現できる。
 本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。
 1 蓄電装置
 21、31a 外部端子
 30 端子ユニット
 31、500、510、520、530 バスバー
 32 絶縁部材
 32a 絶縁部
 32b 第一絶縁突出部
 32c 第二絶縁突出部
 32d、125 貫通孔
 32e 端子台
 33 端子接続部
 34 バスバー接続部
 34a、130、140 接合部材
 35 取付部材
 100 外装体
 110 第一外装体
 120 第二外装体
 120b 長側壁
 127 溝部
 128 凹部
 129 規制部
 160、230、240 ガスケット
 200、201、202、203、204、205、206、207、208 蓄電素子
 210 容器
 220、221、222、223、224、225、226 電極端子
 250 集電体
 260 電極体
 300 スペーサ
 400 バスバープレート
 600 バスバーカバー

Claims (6)

  1.  蓄電素子と、
     前記蓄電素子が収容され、貫通孔が形成された壁部を有する外装体と、
     前記貫通孔を貫通するバスバーと、を備える
     蓄電装置。
  2.  前記壁部は、金属製であり、
     前記蓄電装置は、さらに、
     前記貫通孔の内方かつ前記バスバーの周囲に配置される絶縁部を有する絶縁部材を備える
     請求項1に記載の蓄電装置。
  3.  前記絶縁部材は、さらに、前記絶縁部から前記壁部の外面に沿って突出する突出部を有し、
     前記蓄電装置は、さらに、
     前記壁部の外方に配置され、前記壁部の外方から前記突出部を前記壁部に取り付ける取付部材を備える
     請求項2に記載の蓄電装置。
  4.  前記取付部材は、前記突出部を貫通し、かつ、前記壁部の外面に形成された凹部に挿入されて、前記壁部に固定される
     請求項3に記載の蓄電装置。
  5.  さらに、
     前記壁部と前記突出部との間に配置されるガスケットを備え、
     前記ガスケットは、前記取付部材と前記貫通孔との間に配置される
     請求項3または4に記載の蓄電装置。
  6.  前記壁部は、前記外装体の側壁であり、
     前記取付部材は、前記突出部を前記側壁に取り付ける
     請求項3~5のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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