CN113196547A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电装置，具备：层叠的多个蓄电模块；流路构件，其配置成与蓄电模块接触，形成有使冷却介质沿着与蓄电模块的层叠方向交叉的第1方向流通的多个流路；一对约束板，其配置成在层叠方向上夹着多个蓄电模块和流路构件；多个紧固构件，其通过将一对约束板彼此紧固，而经由一对约束板对多个蓄电模块和流路构件附加约束载荷；以及导入管道，其配置于流路构件的第1方向的一端部，对多个流路中的每一流路导入冷却介质，多个紧固构件包含在约束板的第1方向的一端部沿着导入管道的延伸方向排列的多个第1紧固构件，多个第1紧固构件以分别通过导入管道的内部的方式沿着层叠方向延伸。

Description

蓄电装置
技术领域
本公开涉及蓄电装置。
背景技术
在专利文献1中记载了具备在电极板的一个面上设置有正极、在电极板的另一面上设置有负极的双极电极的所谓的双极型蓄电模块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2011-204386号公报
发明内容
发明要解决的问题
可以想到通过将上述的蓄电模块层叠多个来构成蓄电装置。在这种蓄电装置中，例如使设置有多个流路的流路构件介于相邻的蓄电模块之间并且使空气等冷却介质在该流路构件的各流路中流通，从而进行多个蓄电模块的冷却。然而，当在流路构件所设置的多个流路之间产生了冷却介质的流动不平衡时，会产生流路构件对蓄电模块的冷却性能在每一位置上差别很大的问题。
本公开的目的在于提供能抑制冷却性能在每一位置上的差别的蓄电装置。
用于解决问题的方案
本公开的蓄电装置具备：层叠的多个蓄电模块；流路构件，其配置成与蓄电模块接触，形成有使冷却介质沿着与蓄电模块的层叠方向交叉的第1方向流通的多个流路；一对约束板，其配置成在层叠方向上夹着多个蓄电模块和流路构件；多个紧固构件，其通过将一对约束板彼此紧固，而经由一对约束板对多个蓄电模块和流路构件附加约束载荷；以及导入管道，其配置于流路构件的第1方向的一端部，对多个流路中的每一流路导入冷却介质，多个紧固构件包含在约束板的第1方向的一端部沿着导入管道的延伸方向排列的多个第1紧固构件，多个第1紧固构件以分别通过导入管道的内部的方式沿着层叠方向延伸。
在本公开的蓄电装置中，对多个流路中的每一流路导入冷却介质的导入管道配置于流路构件的第1方向的一端部。在这种构成中，导入管道内部的冷却介质的流动有时会偏颇于一个方向(导入管道的延伸方向)。在这种情况下，冷却介质的流入容易度会根据流路的位置产生差别。在此，在本公开的蓄电装置中，在约束板的第1方向的一端部沿着导入管道的延伸方向配置的多个第1紧固构件以分别通过导入管道内部的方式沿着层叠方向延伸。因此，在导入管道的内部流通的冷却介质的流动被各第1紧固构件阻挡(扰乱)，在导入管道内被均匀化。其结果是，无论位置如何，冷却介质都易于向各个流路流入。因而，与在导入管道的延伸方向的整个长度上冷却介质的流通未被阻挡的构成相比，流路构件中的多个流路之间的冷却介质的流通的偏颇得到抑制，能抑制冷却性能在每一位置上的差别。
然而，蓄电模块会被紧固构件经由夹着该蓄电模块的一对约束板附加约束载荷。此时，若为了避免导入管道与紧固构件的干扰，例如将紧固构件配置于比导入管道靠外侧的位置，就需要与该紧固构件的位置相应的尺寸的约束板，因此有时会成为约束板的尺寸增大的原因。
相对于此，根据本公开的蓄电装置，与将各紧固构件配置于比导入管道靠外侧的位置的情况相比，能使约束板的尺寸变小，并且还能将紧固构件活用为用于适度扰乱在导入管道的内部流通的冷却介质的流动而减少在各流路中流通的冷却介质的相对于离导入口的距离的流动不平衡的构件。
另外，也可以是，本公开的蓄电装置还具备导出管道，导出管道配置于流路构件的第1方向的另一端部，使从多个流路中的每一流路导出的冷却介质流通，多个紧固构件包含在约束板的第1方向的另一端部沿着导出管道的延伸方向排列的多个第2紧固构件，多个第2紧固构件以分别通过导出管道的内部的方式沿着层叠方向延伸。在这种情况下，在导出管道的内部，冷却介质的流通的偏颇得到抑制，因此，向该导出管道导出的来自各流路的冷却介质的偏颇易于得到抑制，能进一步抑制冷却性能在每一位置上的差别。
另外，也可以是，在本公开的蓄电装置中，在导入管道设置有用于对该导入管道导入冷却介质的导入口，在导出管道设置有用于从该导出管道导出冷却介质的导出口，导入口和导出口位于多个流路的排列方向的一端部侧，多个第1紧固构件配置成随着离导入口的距离变远，相互相邻的第1紧固构件彼此的间隔变大。在这种情况下，在导入口和导出口位于多个流路的排列方向的相同端部侧的构成中，能进一步抑制流路构件中的多个流路之间的冷却介质的流通的偏颇。
另外，也可以是，在本公开的蓄电装置中，在导入管道设置有用于对该导入管道导入冷却介质的导入口，在导出管道设置有用于从该导出管道导出冷却介质的导出口，导入口位于多个流路的排列方向的一端部侧，导出口位于多个流路的排列方向的另一端部侧，多个第1紧固构件配置成随着离导入口的距离变远，相互相邻的第1连结彼此的间隔变小。在这种情况下，在导入口和导出口位于多个流路的排列方向的相互不同的端部侧的构成中，能进一步抑制流路构件中的多个流路之间的冷却介质的流通的偏颇。
另外，也可以是，本公开的蓄电装置还具备保持一对约束板的间隔的多个间隔保持构件，多个间隔保持构件分别配置于导入管道的内部，并且具有供第1紧固构件插通的插通孔。在这种情况下，能通过间隔保持构件保持一对约束板的间隔，并且能通过该间隔保持构件的形状和大小等的调整来控制冷却介质的流通形态。
发明效果
根据本公开，能够提供能抑制冷却性能在每一位置上的差别的蓄电装置。
附图说明
图1是示出蓄电装置的一实施方式的概略截面图。
图2是示出图1所示的蓄电模块的内部构成的概略截面图。
图3是图1中的III-III线截面图。
图4是图3中的IV-IV线截面图。
图5是示出比较例的冷却机构的压力分布状态的图。
图6是示出本实施方式的冷却机构的压力分布状态的图。
图7是示出变形例的冷却机构的截面图。
图8是示出别的比较例的冷却机构的压力分布状态的图。
图9是示出变形例的冷却机构的压力分布状态的图。
图10是示出别的实施方式的蓄电装置的概略立体图。
图11是图10所示的蓄电装置的侧视图。
图12是图10中的XII-XII线截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对一实施方式进行说明。此外，在附图的说明中，对彼此相同的要素或者彼此相当的要素标注相互相同的附图标记，有时省略重复的说明。另外，在以下的附图中，示出由X轴、Y轴以及Z轴规定的正交坐标系S。
首先，对一实施方式的蓄电装置的构成进行说明。图1是示出蓄电装置的一实施方式的概略截面图。图1所示的蓄电装置10例如用作叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池。蓄电装置10具备：相互层叠的多个(在本实施方式中为3个)蓄电模块12、包含多个(在本实施方式中为4个)冷却构件14(流路构件)的冷却机构13、以及约束构件15。此外，蓄电装置10只要具备至少2个蓄电模块12、以及包含配置在该2个蓄电模块12之间的至少1个冷却构件14的冷却机构13即可。
多个蓄电模块12是在一个方向上层叠的。蓄电模块12例如呈矩形板状，是包含多个双极电极(后述的双极电极32)的双极电池。蓄电模块12例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池，但也可以是双电层电容器。在以下的说明中，例示镍氢二次电池。
冷却构件14配置成与蓄电模块12接触。冷却构件14通过冷却介质的流通来冷却蓄电模块12。在各冷却构件14设置有使冷却介质流通的多个流路64。多个流路64沿着与蓄电模块12的层叠方向(例如为Z方向，以下简称为“层叠方向”。)交叉(正交)的第1方向(在此为Y方向)分别延伸，并沿着与层叠方向和第1方向交叉(正交)的第2方向(在此为X方向)排列。此外，它们的详细构成将后述。
冷却构件14例如由金属等导电材料形成，具有导电性。冷却构件14沿着层叠方向与蓄电模块12一起被层叠，并与沿着层叠方向相互相邻的蓄电模块12电连接。由此，多个蓄电模块12在层叠方向上被串联连接。冷却构件14分别配置于在层叠方向上相邻的蓄电模块12之间、以及位于层叠端的蓄电模块12的外侧。
在位于层叠端的蓄电模块12的外侧配置的一个冷却构件14连接有正极端子24。在位于层叠端的蓄电模块12的外侧配置的另一个冷却构件14连接有负极端子26。正极端子24和负极端子26例如是从冷却构件14的缘部向与层叠方向交叉的方向(在此为X方向)引出。通过正极端子24和负极端子26来实施蓄电装置10的充放电。也可以在位于层叠端的蓄电模块的外侧配置未形成有流路64的集电构件来代替配置冷却构件14，将正极端子24和负极端子26连接到该集电构件。
此外，在图1的例子中，从层叠方向观察时的冷却构件14的面积小于蓄电模块12的面积，但从提高散热性的观点来看，冷却构件14的面积也可以与蓄电模块12的面积相同，还可以大于蓄电模块12的面积。
约束构件15对多个蓄电模块12附加约束载荷。约束构件15具有一对端板16、17(约束板)和多个紧固构件19。一对端板16、17沿着层叠方向并夹着多个蓄电模块12和多个冷却构件14配置。即，冷却构件14在沿着层叠方向与蓄电模块12层叠的状态下与蓄电模块12一起被一对端板16、17夹着。
端板16、17是具有比从层叠方向观察时的蓄电模块12和冷却构件14的面积大一圈的面积的矩形金属板。在端板16、17的缘部，在比蓄电模块12靠外侧的位置上设置有插通孔16a、17a。在端板16、17的内侧面(冷却构件14侧的面)设置有具有电绝缘性的绝缘构件22。通过绝缘构件22，端板16、17与冷却构件14之间被绝缘。绝缘构件22例如形成为膜状或薄板状。
紧固构件19包含约束螺栓18和螺母20。多个约束螺栓18沿着层叠方向分别延伸。各约束螺栓18从一个端板16的插通孔16a朝向另一个端板17的插通孔17a穿过，螺母20螺合到从另一个端板17的插通孔17a突出的各约束螺栓18的顶端部分。由此，端板16、17被紧固，多个蓄电模块12和多个冷却构件14被端板16、17夹持而实现单元化。多个约束螺栓18和多个螺母20通过将端板16、17紧固，而对多个蓄电模块12和多个冷却构件14附加约束载荷。
接着，对蓄电模块12的构成进一步详细地进行说明。图2是示出图1所示的蓄电模块的内部构成的概略截面图。如图2所示，蓄电模块12具备电极层叠体30和将电极层叠体30封闭(密封)的由树脂制成的密封构件50。
电极层叠体30是隔着隔离物40层叠多个双极电极32而成的。在该例子中，电极层叠体30的层叠方向D是Z方向。即，层叠方向D与蓄电模块12的层叠方向一致。双极电极32包含电极板34、设置于电极板34的一个面34s的正极36、设置于电极板34的另一面34r的负极38。正极36是涂敷正极活性物质而成的正极活性物质层。负极38是涂敷负极活性物质而成的负极活性物质层。在电极层叠体30中，一个双极电极32的正极36隔着隔离物40与沿着层叠方向D相邻的一个双极电极32的负极38相对。在电极层叠体30中，一个双极电极32的负极38隔着隔离物40与沿着层叠方向D相邻的另一个双极电极32的正极36相对。
在电极层叠体30中，在层叠方向D的一端配置有负极终端电极42，在层叠方向D的另一端配置有正极终端电极44。负极终端电极42包含电极板34和设置于电极板34的另一面34r的负极38。负极终端电极42的负极38隔着隔离物40与层叠方向D的一端的双极电极32的正极36相对。与蓄电模块12相邻的一个冷却构件14与负极终端电极42的电极板34的一个面34s接触。正极终端电极44包含电极板34和设置于电极板34的一个面34s的正极36。与蓄电模块12相邻的另一个冷却构件14与正极终端电极44的电极板34的另一面34r接触。正极终端电极44的正极36隔着隔离物40与层叠方向D的另一端的双极电极32的负极38相对。
电极板34是由金属制成的，例如包括镍或镀镍钢板。电极板34例如是包括镍的矩形金属箔。电极板34的周缘部34a呈矩形框状，是未涂敷正极活性物质和负极活性物质的未涂敷区域。作为构成正极36的正极活性物质，例如可举出氢氧化镍。作为构成负极38的负极活性物质，例如可举出储氢合金。在本实施方式中，电极板34的另一面34r中的负极38的形成区域比电极板34的一个面34s中的正极36的形成区域大一圈。
隔离物40例如形成为片状。作为隔离物40，可例示包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂的多孔质膜、包括聚丙烯、甲基纤维素等的纺织布或无纺布等。隔离物40也可以是由偏氟乙烯(vinylidene fluoride)树脂化合物进行了加强的隔离物。此外，隔离物40不限于片状，也可以使用袋状的隔离物。
密封构件50例如由绝缘性的树脂形成为矩形的框状。作为构成密封构件50的树脂材料，例如可举出聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)，或者改性聚苯醚(改性PPE)等。密封构件50构成为包围电极层叠体30，保持多个电极板34的周缘部34a。
密封构件50具有设置于周缘部34a的一次密封件52和设置于一次密封件52的周围的二次密封件54。一次密封件52是具有规定的厚度(沿着层叠方向D的长度)的膜。一次密封件52在从层叠方向D观察时呈矩形框状，例如通过超声波或者热连续地熔接到周缘部34a的整周上。一次密封件52在埋设了周缘部34a的状态下设置于周缘部34a，覆盖电极板34的端面。一次密封件52在从层叠方向D观察时与正极36和负极38分开设置。沿着层叠方向D相邻的一次密封件52彼此可以是相互抵接的，也可以是相互分开的。
二次密封件54设置于电极层叠体30和一次密封件52的外侧，构成了蓄电模块12的外壁(箱体)。二次密封件54例如通过树脂的注射模塑成型来形成，在层叠方向D上在电极层叠体30的整个长度上延伸。二次密封件54是沿着层叠方向D延伸的筒状(框状)。二次密封件54覆盖沿着层叠方向D的一次密封件52的外侧面。二次密封件54接合到一次密封件52的外侧面，将一次密封件52的外侧面密封。二次密封件54例如通过注射模塑成型时的热熔接到一次密封件52的外侧面。二次密封件54也可以通过热板熔接而熔接到一次密封件52的外侧面。
在沿着层叠方向D相邻的电极板34之间，由该电极板34和密封构件50形成有气密并且水密地分隔开的内部空间V。换言之，由沿着层叠方向D相互相邻的一对电极板34规定1个内部空间V。以下，有时将包含沿着层叠方向D相互相邻的一对电极板34和由该一对电极板34规定的1个内部空间V的部分称为蓄电单元39。
在内部空间V例如收纳有包括氢氧化钾水溶液等碱性水溶液的电解液(未图示)。即，蓄电模块12具备相互层叠的多个蓄电单元39和配置在蓄电单元39各自的内部空间V的电解液。电解液浸渍到隔离物40、正极36以及负极38内。电解液是强碱性的，因此，密封构件50由具有耐强碱性的树脂材料构成。
接下来，对用于冷却蓄电模块12的冷却机构13的详细构成进行说明。图3是图1中的III-III线截面图。图4是图3中的IV-IV线截面图。此外，在图3中，省略了蓄电模块12和约束构件15的图示。如图3和图4所示，冷却机构13具有上述的冷却构件14、导入管道61、导出管道62以及鼓风机63。
冷却构件14通过使冷却介质在该冷却构件14的内部流通而将蓄电模块12中产生的热释放到外部，将蓄电模块12冷却。即，冷却构件14除了将蓄电模块12彼此电连接的作为连接构件的功能以外，还兼具将蓄电模块12中产生的热进行散热的作为散热板的功能。冷却介质例如使用空气、氨等气体作为具有绝缘性的热介质。此外，在使用循环泵代替鼓风机63的情况下，也能使用绝缘性的冷却剂等液体作为冷却介质。
冷却构件14呈矩形板状，配置成厚度方向沿着层叠方向(即，Z方向)。冷却构件14具有与层叠方向交叉(正交)的一对主面14s(即，沿着第1方向(在此为Y方向)和第2方向(在此为X方向)的一对主面14s)。各主面14s呈以第2方向为长边方向的长条状。另外，各主面14s的沿着第1方向的长度例如是与蓄电模块12的沿着第1方向的长度相同的程度。各主面14s沿着层叠方向与蓄电模块12相对，构成与蓄电模块12热连接(例如与蓄电模块12接触)的冷却面。在本实施方式中，主面14s的整个面构成了冷却面。
如上所述，在冷却构件14形成有多个流路64。多个流路64使冷却介质沿着主面14s流通。为此，多个流路64是沿着第1方向(在此为Y方向)以直线状分别延伸并沿着与第1方向交叉(正交)的第2方向(在此为X方向)排列的。在本实施方式中，多个流路64的排列方向与冷却构件14的主面14s的长边方向是一致的。多个流路64是相互平行的。流路64的与第1方向交叉(正交)的截面(以下称为“流路截面”。)在图示的例子中是矩形，但例如也可以是圆形等其它形状。各流路64的流路截面的面积(以下称为“流路面积”。)例如沿着第1方向是固定的。另外，形成于冷却构件14的全部流路64例如具有相互相同的流路面积。
冷却构件14具有形成有流路64的多个(作为一个例子为4个)冷却板65。在多个冷却板65中的每一冷却板65，形成有1个冷却构件14中的多个流路64中的一部分。此外，在图示中，在1个冷却板65形成有多个流路64，但也可以在1个冷却板65仅形成有1个流路64。多个冷却板65沿着第2方向排列。由此，多个冷却板65作为整体构成了冷却构件14。1个主面14s(冷却面)由多个冷却板65构成。
导入管道61对各个流路64导入冷却介质。导入管道61配置于冷却构件14的第1方向的一端部14c。导入管道61设置成相对于一端部14c沿着第2方向延伸。导入管道61呈矩形形状，例如由被弯曲加工后的金属板形成。
导入管道61的沿着第2方向的长度大于冷却构件14的沿着第2方向的整个长度。导入管道61的沿着第1方向的宽度例如沿着第2方向是固定的。冷却构件14的全部流路64是与导入管道61连通的。另外，导入管道61的沿着层叠方向的长度大于相互层叠的蓄电模块12和冷却构件14的层叠高度H。在本实施方式中，全部冷却构件14的全部流路64是与导入管道61连通的。管道壁构件61c设置成从第1方向的一侧(冷却构件14的一端部14c侧)将相互层叠的蓄电模块12和冷却构件14一并覆盖。
在导入管道61设置有用于对该导入管道61导入冷却介质的导入口61a。导入口61a位于冷却构件14的一端部14a侧。具体地说，导入口61a设置于比一端部14a沿着第2方向更突出的位置。
在此，多个(用于紧固端板16、17的全部)约束螺栓18包含配置于端板16、17的第1方向的一端部的多个导入侧螺栓61b(第1紧固构件)。多个导入侧螺栓61b在冷却构件14的一端部14c侧沿着第2方向排列。多个导入侧螺栓61b沿着层叠方向贯通导入管道61。多个导入侧螺栓61b以分别通过导入管道61的内部的方式沿着层叠方向延伸。本实施方式的端板16、17的面积小于由导入管道61和导出管道62规定的从层叠方向观察时的冷却机构13的面积。
在导入管道61的内部，会存在沿着第2方向排列的多个导入侧螺栓61b。如上所述，多个导入侧螺栓61b沿着层叠方向分别延伸。另外，当从第1方向观察时，导入侧螺栓61b中的至少一部分位于与蓄电模块12和冷却构件14中的至少一方重叠的位置。在本实施方式中，当从第1方向观察时，多个导入侧螺栓61b位于与层叠的蓄电模块12和冷却构件14全部重叠的位置。作为一个例子，多个导入侧螺栓61b分别位于导入管道61的内部的第1方向的大致中央。另外，多个导入侧螺栓61b也可以至少在导入管道61内呈相互不同的形状，但作为一个例子，呈相互相同的形状(在此为棒状)。
导出管道62使从流路64导出的冷却介质流通。导出管道62配置于冷却构件14的第1方向的另一端部14d。导出管道62设置成相对于冷却构件14的第1方向的另一端部14d沿着第2方向延伸。导出管道62呈矩形形状，例如由被弯曲加工后的金属板形成。
导出管道62的沿着第2方向的长度大于冷却构件14的沿着第2方向的整个长度。导出管道62的沿着第1方向的宽度例如沿着第2方向是固定的。冷却构件14的全部流路64是与导出管道62连通的。另外，导出管道62的沿着层叠方向的长度大于相互层叠的蓄电模块12和冷却构件14的层叠高度H。在本实施方式中，全部冷却构件14的全部流路64是与导出管道62连通的。管道壁构件62c设置成从第1方向的另一侧(冷却构件14的另一端部14d侧)将相互层叠的蓄电模块12和冷却构件14一并覆盖。
在导出管道62设置有用于从该导出管道62导出冷却介质的导出口62a。导出口62a位于冷却构件14的一端部14a侧。具体地说，导出口62a设置于比一端部14a沿着第2方向更突出的位置。
另外，多个(用于紧固端板16、17的全部)约束螺栓18包含配置于端板16、17的第1方向的另一端部的多个导出侧螺栓62b(第2紧固构件)。多个导出侧螺栓62b在冷却构件14的另一端部14d侧沿着第2方向排列。多个导出侧螺栓62b沿着层叠方向贯通导出管道62。多个导出侧螺栓62b以分别通过导出管道62的内部的方式沿着层叠方向延伸。
在导出管道62的内部，会存在沿着第2方向排列的多个导出侧螺栓62b。如上所述，多个导出侧螺栓62b沿着层叠方向分别延伸。另外，当从第1方向观察时，多个导出侧螺栓62b中的至少一部分位于与蓄电模块12和冷却构件14中的至少一方重叠的位置。在本实施方式中，当从第1方向观察时，导出侧螺栓62b位于与层叠的蓄电模块12和冷却构件14全部重叠的位置。作为一个例子，多个导出侧螺栓62b分别位于导出管道62的内部中的第1方向的大致中央。多个导出侧螺栓62b也可以至少在导出管道62内呈相互不同的形状，但作为一个例子，呈相互相同的形状(在此为棒状)。另外，多个导出侧螺栓62b的构成可以与多个导入侧螺栓61b的构成同样，也可以与多个导入侧螺栓61b的构成不同。
在本实施方式中，多个导入侧螺栓61b与多个导出侧螺栓62b相互同样地构成。具体地说，导入侧螺栓61b和导出侧螺栓62b分别在冷却构件14的一端部14c侧和另一端部14d侧沿着第2方向按固定的间隔排列。
鼓风机63连接到导出口62a。鼓风机63从导出口62a吸引导出管道62的内部的冷却介质，将冷却介质从导出管道62排出到外部。另外，通过由鼓风机63从导出口62a吸引冷却介质，外部的冷却介质从导入口61a被吸引到导入管道61的内部，该冷却介质在导入管道61、多个流路64以及导出管道62内流通。
对以上说明的蓄电装置10的作用效果进行说明。图5是示出比较例的冷却机构的压力分布状态的图。图6是示出本实施方式的冷却机构的压力分布状态的图。在图5所示的比较例的冷却机构13X中，在导入管道61的内部并未配置有多个导入侧螺栓61b，并且在导出管道62的内部并未配置有多个导出侧螺栓62b，这些方面与本实施方式的冷却机构13不同，其它方面与冷却机构13同样地构成。在冷却机构13X中，导入管道61的内部和导出管道62的内部是空的。
在图5和图6中，用等高线示出压力，并且示出了颜色越深的部分则压力越大。在冷却机构13、13X中，压力的等高线的间隔越窄的部分，冷却介质越易于流动，压力的等高线的间隔越宽的部分，冷却介质越不易流动。
在蓄电装置10中，形成于冷却构件14的多个流路64沿着第2方向(在此为X方向)排列，导入管道61以相对于冷却构件14的第1方向的一端部14c沿着第2方向延伸的方式配置。在这种构成中，在如冷却机构13X那样导入管道61的内部为空的情况下，如图5所示，等高线的间隔在每一位置上的差别变大，从导入口61a导入的冷却介质的流动在导入管道61的内部易于成为偏颇于一个方向(第2方向)的流动。在这种情况下，冷却介质的流入容易度会根据流路64的位置产生差别。
相对于此，在本实施方式的蓄电装置10的冷却机构13中，在导入管道61的内部存在沿着第2方向排列的多个导入侧螺栓61b。具体地说，配置于端板16、17的第1方向的一端部的一部分约束螺栓18作为导入侧螺栓61b以分别通过导入管道61的内部的方式沿着层叠方向延伸。因此，在导入管道61的内部流通的冷却介质的流动被各导入侧螺栓61b阻挡(扰乱)，在导入管道61内被均匀化。其结果是，如图6所示，在冷却构件14的整个区域内，等高线的间隔大致均等。换句话说，无论第2方向的位置如何，冷却介质都易于向各个流路64流入。因而，与在导入管道61的第2方向的整个长度上冷却介质的流通未被阻挡的冷却机构13X的构成相比，冷却构件14中的多个流路64之间的冷却介质的流通的偏颇得到抑制，能抑制冷却性能在每一位置上的差别。
然而，蓄电模块12经由夹着该蓄电模块12的一对端板16、17被紧固构件19(约束螺栓18和螺母20)约束。此时，若为了避免导入管道61与约束螺栓18的干扰，例如将约束螺栓18配置于比导入管道61靠外侧的位置，就需要与该约束螺栓18的位置相应的尺寸的端板16、17，因此有时会成为端板16、17的尺寸增大的原因。
相对于此，根据蓄电装置10，与将多个约束螺栓18配置于比导入管道61靠外侧的位置的情况相比，能使端板16、17的尺寸变小，并且还能将约束螺栓18活用为用于适度扰乱在导入管道61的内部流通的冷却介质的流动而减少在各流路64中流通的冷却介质的相对于离导入口61a的距离的流动不平衡的构件。
另外，在蓄电装置10中，在导出管道62的内部存在沿着第2方向排列的多个导出侧螺栓62b。具体地说，蓄电装置10还具备配置于冷却构件14的第1方向的另一端部14d并使从多个流路64中的每一流路导出的冷却介质流通的导出管道62。并且，多个约束螺栓18包含在端板16、17的第1方向的另一端部沿着第2方向排列的多个导出侧螺栓62b，多个导出侧螺栓62b以分别通过导出管道62的内部的方式沿着层叠方向延伸。由此，冷却机构13的导出管道62的内部的等高线的间隔被均匀化。即，在导出管道62的内部，冷却介质的流通的偏颇得到抑制。因而，向该导出管道62导出的来自各流路64的冷却介质的偏颇易于得到抑制，能进一步抑制冷却性能在每一位置上的差别。
以上的实施方式是针对本公开的蓄电装置的一实施方式进行了说明。本公开的蓄电装置能设为将上述的蓄电装置10任意变更后的蓄电装置。
例如，在上述实施方式中，多个导入侧螺栓61b和多个导出侧螺栓62b分别沿着第2方向按固定的间隔排列。然而，沿着第2方向的导入侧螺栓61b彼此的间隔和沿着第2方向的导出侧螺栓62b彼此的间隔也可以分别是不固定的。多个导入侧螺栓61b也可以配置成随着离导入口61a的距离变远(即，随着去往冷却构件14的另一端部14b)，沿着第2方向相互相邻的导入侧螺栓61b彼此的间隔变大。在这种情况下，在导入口61a和导出口62a位于冷却构件14的第2方向的相同端部(在此为另一端部14b)侧的构成中，能进一步抑制冷却构件14中的多个流路64之间的冷却介质的流通的偏颇。
另外，从同样地进一步抑制多个流路64之间的冷却介质的流通的偏颇的观点来看，多个导出侧螺栓62b也可以配置成随着离导出口62a的距离变远，沿着第2方向相互相邻的导出侧螺栓62b彼此的间隔变大。
此外，多个导入侧螺栓61b也可以配置成随着离导入口61a的距离变远，沿着第2方向相互相邻的导入侧螺栓61b彼此的间隔变大。在这种情况下，在导入管道61的内部流通的冷却介质的流动也会被导入侧螺栓61b阻挡(扰乱)，因此会起到抑制冷却构件14的冷却性能在每一位置上的差别的效果。同样地，多个导出侧螺栓62b也可以配置成随着去往冷却构件14的一端部14a，沿着第2方向相互相邻的导出侧螺栓62b彼此的间隔变大。
另外，导入口61a和导出口62a也可以不位于冷却构件14的第2方向的相同端部(在此为另一端部14b)侧。图7是示出变形例的冷却机构的截面图。如图7所示，在冷却机构13中也可以是，导入口61a位于冷却构件14的一端部14a侧，导出口62a位于冷却构件14的另一端部14b侧。在这种情况下，在导入管道61的内部流通的冷却介质的流动也会被导入侧螺栓61b阻挡(扰乱)，因此会起到抑制冷却构件14的冷却性能在每一位置上的差别的效果。
图8是示出与冷却机构13X不同的另一比较例的冷却机构的压力分布状态的图。图9是示出变形例的冷却机构的压力分布状态的图。图8所示的冷却机构13Y是与图7所示的变形例的冷却机构13对应的比较例。在冷却机构13Y中，在导入管道61的内部并未配置有多个导入侧螺栓61b，并且在导出管道62的内部并未配置有多个导出侧螺栓62b，这些方面与本变形例的冷却机构13不同，其它方面与该冷却机构13同样地构成。在冷却机构13Y中，与冷却机构13X同样地，导入管道61的内部和导出管道62的内部也是空的。
在图8和图9中，与图5和图6同样地，用等高线示出压力，并且示出了颜色越深的部分则压力越大。即，在冷却机构13、13Y中，压力的等高线的间隔越窄的部分，冷却介质越易于流动，压力的等高线的间隔越宽的部分，冷却介质越不易流动。
如图8所示，在冷却机构13Y中，等高线的间隔在每一位置上的差别变大。因此，冷却介质的流入容易度会根据流路64的位置产生差别。相对于此，在本变形例的冷却机构13中，如图9所示，在冷却构件14的整个区域内，等高线的间隔大致均等。因而，无论第2方向的位置如何，冷却介质都易于向各个流路64流入，能抑制冷却性能在每一位置上的差别。
在本变形例的冷却机构13中，多个导入侧螺栓61b也可以配置成随着离导入口61a的距离变远，沿着第2方向相互相邻的导入侧螺栓61b彼此的间隔变小。在这种情况下，在导入口61a和导出口62a位于冷却构件14的第2方向的相互不同的端部侧的构成中，能进一步抑制冷却构件14中的多个流路64之间的冷却介质的流通的偏颇。
另外，在本变形例的冷却机构13中，多个导出侧螺栓62b也可以配置成随着离导出口62a的距离变远(即，随着去往冷却构件14的一端部14a)，沿着第2方向相互相邻的导出侧螺栓62b彼此的间隔变大。在这种情况下，能更进一步抑制冷却构件14中的多个流路64之间的冷却介质的流通的偏颇。
此外，在本变形例的冷却机构13中，多个导入侧螺栓61b也可以配置成随着去往冷却构件14的一端部14a，沿着第2方向相互相邻的导入侧螺栓61b彼此的间隔变大，多个导出侧螺栓62b也可以配置成随着去往冷却构件14的另一端部14b，沿着第2方向相互相邻的导出侧螺栓62b彼此的间隔变大。
参照图10～图12对别的实施方式的蓄电装置进行说明。图10是别的实施方式的蓄电装置的立体图。图11是图10所示的蓄电装置的侧视图。在图11中，示出了从第2方向观看时的蓄电装置。图12是图10中的XII-XII线截面图。图10所示的蓄电装置1D与上述的蓄电装置10同样地，例如用作叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池。蓄电装置1D具备模块层叠体2D和约束构件4D。模块层叠体2D包含在一个方向上层叠的多个蓄电模块3D。本实施方式中的蓄电模块3D的层叠方向例如与上述的蓄电模块12的层叠方向(即Z方向)相同。
模块层叠体2D包含多个(在本实施方式中为7个)蓄电模块3D和多个(在本实施方式中为8个)导电板5D。蓄电模块3D在从层叠方向观察时例如呈矩形形状，是包含多个双极电极(例如上述的双极电极32)的双极电池。蓄电模块3D例如可以是镍氢二次电池和锂离子二次电池等二次电池，也可以是双电层电容器。在以下的说明中，例示镍氢二次电池。
在层叠方向上相互相邻的蓄电模块3D彼此经由导电板5D被电连接。在本实施方式中，多个(8个)导电板5D由多个(6个)导电板5AD和多个(2个)导电板5BD(导电构件)构成。导电板5AD是冷却构件的一个例子。导电板5AD配置于在层叠方向上相互相邻的蓄电模块3D之间。导电板5BD配置在多个蓄电模块3D中的位于层叠端的蓄电模块3D的层叠方向的外侧。各导电板5BD也可以连接有电极端子(上述实施方式的正极端子24和上述实施方式的负极端子26中的一方)。
如图12所示，在导电板5AD的内部设置有使冷却介质流通的多个流路5aD。多个流路5aD沿着与层叠方向(在此为Z方向)交叉(正交)的第1方向(在此为Y方向)分别延伸，并沿着与层叠方向和第1方向交叉(正交)的第2方向(在此为X方向)排列。导电板5AD通过使冷却介质在流路5aD中流通，而作为将蓄电模块3D中产生的热进行散热的散热板发挥功能。导电板5D在从层叠方向观察时例如具有矩形形状。此外，在图10的例子中，从层叠方向观察时的导电板5D的面积也比蓄电模块3D的面积小，但从提高散热性的观点来看，导电板5D的面积也可以与蓄电模块3D的面积相同，还可以比蓄电模块3D的面积大。
如图10和图11所示，蓄电装置1D具有使用于冷却蓄电模块3D的冷却介质流通的导入管道21D。导入管道21D配置于导电板5AD的第1方向的一端部5bD。导入管道21D设置成与各导电板5AD的第1方向的一端部5bD相对并沿着第2方向延伸。导入管道21D例如呈矩形形状。导入管道21D是由管道壁构件21cD、以及后述的一对约束板8D各自的一个缘部10D(导电板5AD的一端部5bD侧的缘部10D)形成的，管道壁构件21cD是被弯曲加工成从第2方向观察时呈“コ”字型的金属板。导入管道21D构成为使冷却介质流通并向多个流路5aD中的每一流路5aD导入冷却介质。
在导入管道21D的第2方向上的一端，设置有用于对导入管道21D导入冷却介质的导入口21aD。此外，蓄电装置1D不具备用于使从流路5aD导出的冷却介质流通的导出管道。从导入管道21D向流路5aD的一个端部导入后的冷却介质在流路5aD中流通，并从流路5aD的另一个端部向外部空间导出。导入口21aD也可以连接有向导入管道21D内供给冷却介质(例如冷却空气)的送风风扇(未图示)等。
如图10和图11所示，约束构件4D包含：从层叠方向的两侧夹着模块层叠体2D配置的一对约束板8D(层叠方向的一侧的约束板8AD和层叠方向的另一侧的约束板8BD)、以及连结一对约束板8D的多个连结构件9D(紧固构件)。连结构件9D经由一对约束板8D在层叠方向上对模块层叠体2D附加约束载荷。连结构件9D由将一对约束板8D紧固的螺栓9aD和螺母9bD构成。
约束板8D是具有比从层叠方向观察时的蓄电模块3D和导电板5D的面积大一圈的面积的矩形金属板。在各约束板8D与导电板5BD之间例如配置有树脂膜等绝缘构件FD。通过绝缘构件FD，约束板8D与导电板5BD之间被绝缘。绝缘构件FD在从层叠方向观察时例如具有矩形形状。在本实施方式中，从层叠方向观察时的绝缘构件FD的面积比蓄电模块3D的面积和导电板5D的面积大，比约束板8D的面积小。
约束板8D具有：从层叠方向观察时与模块层叠体2D重叠的中央部11D、以及从中央部11D沿着第2方向延伸并且从层叠方向观察时不与模块层叠体2D重叠的缘部10D。在本实施方式中，一对缘部10D设置于第1方向上的中央部11D的两侧。即，中央部11D被一对缘部10D夹着。一对缘部10D是沿着约束板8D的长边方向(在此为X方向)延伸的外缘部分。
作为一个例子，各缘部10D具有多个(在本实施方式中为5个)卡合部14D。卡合部14D是供连结构件9D卡合的部分。在各缘部10D中，多个卡合部14D配置成沿着约束板8D的长边方向相互分开。在本实施方式中，多个卡合部14D从约束板8D的长边方向上的缘部10D的一端到另一端按等间隔配置。卡合部14D的朝向层叠方向的外侧的卡合部外表面14aD位于比中央部外表面11aD靠层叠方向的内侧的位置。在本实施方式中，卡合部外表面14aD与缘部10D的外表面10aD位于同一平面上。此外，卡合部外表面14aD也可以位于比未设置有卡合部14D的部分的缘部10D的外表面10aD靠层叠方向的外侧的位置，还可以位于比未设置有卡合部外表面14aD的部分的缘部10D的外表面10aD靠层叠方向的内侧的位置。
在卡合部14D形成有在层叠方向上延伸的贯通孔14bD。贯通孔14bD从卡合部外表面14aD贯通到卡合部14D的朝向层叠方向的内侧的卡合部内表面14cD。当从层叠方向观察时，设置于约束板8AD的多个(在此为10个)贯通孔14bD与设置于约束板8BD的多个贯通孔14bD重叠。
如图10和图11所示，多个连结构件9D分别插通于贯通孔14bD。具体地说，各螺栓9aD的轴部插通于各约束板8D的贯通孔14bD。多个(用于紧固约束板8AD、8BD的全部)螺栓9aD包含配置在约束板8AD、8BD的第1方向的一端部的多个螺栓90D(第1紧固构件)。多个螺栓90D在导电板5AD的一端部5bD侧沿着第2方向排列。多个螺栓90D以分别通过导入管道21D的内部的方式沿着层叠方向延伸。
作为一个例子，螺栓9aD的头部配置在约束板8AD的卡合部外表面14aD上。螺栓9aD的轴部的顶端部(螺钉头)从约束板8BD的卡合部外表面14aD突出。螺母9bD螺合到螺栓9aD的顶端部。螺母9bD配置在约束板8BD的卡合部外表面14aD上。由此，约束板8AD、8BD被紧固，多个蓄电模块3D和多个导电板5D被约束板8AD、8BD夹持，作为模块层叠体2D实现单元化。多个螺栓9aD和多个螺母9bD通过将约束板8AD、8BD紧固，来约束多个蓄电模块3D和多个导电板5D。
层叠方向上的连结构件9D的端部(以下简称为“连结构件9D的端部”。)并未比中央部外表面11aD更向层叠方向的外侧突出。即，连结构件9D的端部与中央部外表面11aD位于同一平面上，或者位于比中央部外表面11aD靠层叠方向的内侧的位置。在本实施方式中，连结构件9D的端部位于比中央部外表面11aD靠层叠方向的内侧的位置。连结构件9D的端部是指构成连结构件9D的部分中的位于层叠方向最外侧的位置的部分。约束板8AD侧的连结构件9D的端部是螺栓9aD的头部的端部(与座面相反的一侧的面)。在如图11那样螺栓9aD的轴部的顶端部不从螺母9bD的端部(与座面相反的一侧的端部)突出的情况下，约束板8BD侧的连结构件9D的端部是螺母9bD的端部。另一方面，在螺栓9aD的轴部的顶端部从螺母9bD的端部突出的情况下，约束板8BD侧的连结构件9D的端部是螺栓9aD的轴部的顶端部。
另外，如图11所示，卡合部内表面14cD位于比中央部内表面11bD靠层叠方向的内侧的位置。即，通过将卡合部14D的内侧端部向比中央部内表面11bD靠层叠方向的内侧延伸，确保了卡合部14D的壁厚。这种构成能通过使卡合部14D在从层叠方向观察时不与模块层叠体2D重叠来实现。
另外，卡合部内表面14cD位于比任何一个导电板5AD都靠层叠方向的外侧的位置。即，当从第2方向观察时，卡合部内表面14cD位于比多个导电板5AD中的位于最外层的导电板5AD靠层叠方向的外侧的位置。即，任何一个导电板5AD的流路5aD的入口或者出口都未被卡合部14D覆盖。由此，能使冷却介质易于在导电板5AD的流路5aD中流通。即，能使冷却介质从导入管道21D向流路5aD顺利地导入。
另外，在一个缘部10D(导电板5AD的一端部5bD侧的缘部10D)，设置有供固定螺钉18AD插通的孔部(未图示)，固定螺钉18AD用于固定管道壁构件21cD。在该一个缘部10D中，4个孔部设置在除位于约束板8D的长边方向中央部的卡合部14D以外的4个卡合部14D的附近。作为一个例子，孔部是在层叠方向上贯通缘部10D的贯通孔，是在内表面形成有供固定螺钉18AD螺合的螺纹槽的螺纹孔。
如图10所示，管道壁构件21cD具有延伸部21bD。延伸部21bD以与缘部10D的外表面10aD中设置有孔部的部分相对的方式，沿着与层叠方向交叉(正交)的平面(XY平面)延伸。延伸部21bD形成为不与卡合部14D干扰的形状和大小。在延伸部21bD形成有与缘部10D的孔部对应的贯通孔。固定螺钉18AD插通于该贯通孔，并螺合到缘部10D的孔部。由此，管道壁构件21cD固定到缘部10D。即，插通于一个缘部10D的孔部的固定螺钉18AD经由管道壁构件21cD装配到约束板8D(一个缘部10D)。这样，管道壁构件21cD通过作为与螺栓9aD不同的构件的固定螺钉18AD固定到一对约束板8D的外表面。
层叠方向上的固定螺钉18AD的端部与中央部外表面11aD位于同一平面上，或者位于比中央部外表面11aD靠层叠方向的内侧的位置。即，固定螺钉18AD与连结构件9D同样地并未比中央部外表面11aD更向外侧突出。
对以上说明的蓄电装置1D的作用效果进行说明。在蓄电装置1D中，也与蓄电装置10同样地配置成，在作为流路构件的导电板5AD形成的多个流路5aD沿着第2方向(在此为X方向)排列，导入管道21D相对于导电板5AD的第1方向(在此为Y方向)的一端部5bD沿着第2方向延伸。因此，在导入管道21D的内部为空的情况下，冷却介质的流入容易度会根据流路5aD的位置产生差别。
相对于此，在本实施方式的蓄电装置1D中，配置于约束板8AD、8BD的第1方向的一端部的多个螺栓90D以分别通过导入管道21D的内部的方式，沿着层叠方向在导入管道21D内分别延伸。因此，在导入管道21D的内部流通的冷却介质的流动会被各螺栓9aD适度扰乱，因而与离导入口的距离相应的、冷却介质向各流路5aD的流入容易度的差别得到减小。其结果是，在该构成中，也能抑制冷却性能在每一位置上的差别。
此外，关于本实施方式，也能在不变更权利要求的主旨的范围内进行上述的各种变形。
例如，也可以如在图10和图11中用虚线所示的那样，蓄电装置1D还具备在导入管道21D的内部安装于螺栓9aD的多个螺栓套环(collar)91D(间隔保持构件)。螺栓套环91D是用于保持一对约束板8AD、8BD的间隔的矩形筒状的构件。螺栓套环91D沿着层叠方向在导入管道21D内分别延伸。螺栓套环91D的层叠方向的长度比模块层叠体2D的层叠方向的长度短。在螺栓套环91D形成有在层叠方向(在此为Z方向)上贯通的插通孔。通过使螺栓9aD插入到该插通孔，螺栓套环91D被安装到该螺栓9aD。例如，螺栓套环91D安装于全部多个螺栓9aD。根据该构成，能通过螺栓套环91D保持一对约束板8AD、8BD的间隔，并且能通过该螺栓套环91D的形状和大小等的调整来控制冷却介质的流通形态。
本公开的蓄电装置也可以是将上述的各实施方式和变形例任意组合后的蓄电装置。
附图标记说明
10…蓄电装置，12…蓄电模块，14…冷却构件(流路构件)，14a、14c…一端部，14b、14d…另一端部，16、17…端板(约束板)，18…约束螺栓，61…导入管道，61a…导入口，61b…导入侧螺栓(约束螺栓)，62…导出管道，62a…导出口，62b…导出侧螺栓(约束螺栓)，64…流路，1D…蓄电装置，3D…蓄电模块，5AD…导电板(流路构件)，5aD…流路，5bD…一端部，8D、8AD、8BD…约束板，9aD…螺栓(约束螺栓)，21D…导入管道，21aD…导入口。

Claims (5)

1.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
层叠的多个蓄电模块；
流路构件，其配置成与上述蓄电模块接触，形成有使冷却介质沿着与上述蓄电模块的层叠方向交叉的第1方向流通的多个流路；
一对约束板，其配置成在上述层叠方向上夹着上述多个蓄电模块和上述流路构件；
多个紧固构件，其通过将上述一对约束板彼此紧固，而经由上述一对约束板对上述多个蓄电模块和上述流路构件附加约束载荷；以及
导入管道，其配置于上述流路构件的上述第1方向的一端部，对上述多个流路中的每一流路导入上述冷却介质，
上述多个紧固构件包含在上述约束板的上述第1方向的一端部沿着上述导入管道的延伸方向排列的多个第1紧固构件，
上述多个第1紧固构件以分别通过上述导入管道的内部的方式沿着上述层叠方向延伸。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
还具备导出管道，上述导出管道配置于上述流路构件的上述第1方向的另一端部，使从上述多个流路中的每一流路导出的上述冷却介质流通，
上述多个紧固构件包含在上述约束板的上述第1方向的另一端部沿着上述导出管道的延伸方向排列的多个第2紧固构件，
上述多个第2紧固构件以分别通过上述导出管道的内部的方式沿着上述层叠方向延伸。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置，其中，
在上述导入管道设置有用于对该导入管道导入上述冷却介质的导入口，
在上述导出管道设置有用于从该导出管道导出上述冷却介质的导出口，
上述导入口和上述导出口位于上述多个流路的排列方向的一端部侧，
上述多个第1紧固构件配置成随着离上述导入口的距离变远，相互相邻的上述第1紧固构件彼此的间隔变大。
4.根据权利要求2所述的蓄电装置，其中，
在上述导入管道设置有用于对该导入管道导入上述冷却介质的导入口，
在上述导出管道设置有用于从该导出管道导出上述冷却介质的导出口，
上述导入口位于上述多个流路的排列方向的一端部侧，
上述导出口位于上述多个流路的排列方向的另一端部侧，
上述多个第1紧固构件配置成随着离上述导入口的距离变远，相互相邻的上述第1紧固构件彼此的间隔变小。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的蓄电装置，其中，
还具备保持上述一对约束板的间隔的多个间隔保持构件，
上述多个间隔保持构件分别配置在上述导入管道的内部，并且具有供上述第1紧固构件插通的插通孔。
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