CN113875072B - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

一种蓄电装置(1)，具备：模块层叠体(2)，其构成为包含在一个方向上排列的多个蓄电模块(4)；一对端板(8、8)，其在一个方向上配置于模块层叠体的两端；紧固螺栓(9)，其在模块层叠体(2)的周围将一对端板彼此紧固，并且经由端板对模块层叠体施加规定的约束载荷；以及套管构件(30)，其具有供紧固构件插通的插通孔(33)，在模块层叠体的周围被一对端板夹持。套管构件的插通孔相对于套管构件的中心轴线(C30)偏心成靠近配置模块层叠体的一侧。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明的一方面涉及蓄电装置。
背景技术
已知搭载于电动汽车和混合动力车等的蓄电装置。作为这种蓄电装置，例如在专利文献1中公开了一种蓄电装置(电池组)，其具备：多个电池模块(电池单元)、配置于该多个电池模块层叠而成的模块层叠体的层叠方向上的两端的一对端板、以及将一对端板彼此紧固的紧固构件。上述紧固构件从层叠方向观察时配置于蓄电模块的外形的外侧(模块层叠体的周围)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2001-236937号公报
发明内容
发明要解决的问题
通过将固定距离的套管构件插通于紧固构件并以用一对端板夹住该套管构件的方式进行约束，从而能够适当地维持一对端板间的距离。即，一对端板能够对模块层叠体附加适当的约束载荷。另外，为了抑制一对端板的变形而希望上述紧固构件按尽可能短的间隔配置，特别是，希望缩短夹着模块层叠体配置的紧固构件间的间隔。
本发明的一方面的目的在于提供一种蓄电装置，其能够缩短夹着模块层叠体配置的紧固构件间的间隔。
用于解决问题的方案
本发明的一方面所涉及的蓄电装置具备：模块层叠体，其构成为包含在一个方向上排列的多个蓄电模块；一对端板，其在一个方向上分别配置于上述模块层叠体的两端；紧固构件，其在模块层叠体的周围将一对端板彼此紧固并且经由端板对模块层叠体施加规定的约束载荷；以及套管构件，其具有供紧固构件插通的插通孔，在模块层叠体的周围被一对端板夹持，套管构件的插通孔相对于套管构件的中心轴线偏心成靠近配置模块层叠体的一侧。
在该构成的蓄电装置中，套管构件的插通孔相对于套管构件的中心轴线偏心成靠近配置模块层叠体的一侧。在该构成中，与形成于套管构件的插通孔的位置与套管构件的中心轴线一致的情况相比，能够缩短夹着模块层叠体配置套管构件的情况下的紧固构件彼此的距离。其结果是，能够缩短夹着模块层叠体配置的紧固构件间的间隔。
也可以是，在本发明的一方面的蓄电装置中，蓄电模块是在集电体的一个面形成有正极层并且在集电体的另一面形成有负极层的双极电极隔着隔离物层叠的双极电池，模块层叠体是多个双极电池隔着导电板层叠而成的。在该构成中，一对端板的变形得到抑制，平面性得到维持，因此端板能够对模块层叠体均匀地加压。其结果是，双极电池彼此的经由导电板的电接触变得良好，因此能够提高蓄电装置的电池性能。
也可以是，在本发明的一方面的蓄电装置中，套管构件在与一对端板接触的两端部中的至少一方形成有被卡止部，在被卡止部所接触的端板形成有将被卡止部卡止的卡止部。由此，能够用简单的构成限制套管构件相对于端板的旋转。
也可以是，在本发明的一方面的蓄电装置中，当以从端板的外侧去往内侧方向的方向为基准方向时，套管构件具有基准方向上的内侧部分与外侧部分不同的侧面形状，卡止部具有：第一卡止部，其当套管构件在基准方向上按正确的朝向组装于蓄电装置时，将被卡止部卡止；以及第二卡止部，其当套管构件在基准方向上按错误的朝向组装于蓄电装置时，将被卡止部卡止，卡止部形成为使得在以被卡止部卡止于第二卡止部的状态进行了组装时，套管构件的一部分与模块层叠体接触，并且形成为使得在以被卡止部卡止于第一卡止部的状态进行了组装时，套管构件不与模块层叠体接触。
在该构成的蓄电装置中，即使试图将套管构件按错误的朝向进行组装，套管构件的一部分也会与模块层叠体接触，因此无法组装套管构件。由此，能够防止套管构件按错误的朝向被组装。
发明效果
根据本发明的一方面，能够缩短夹着模块层叠体配置的紧固构件间的间隔。
附图说明
图1是示出一实施方式的蓄电装置的立体图。
图2是从II-II方向观察图1时的蓄电装置的截面图。
图3是示出图1所示的蓄电装置所包含的蓄电模块的概略截面图。
图4是从IV-IV方向观察图1时的套管构件和紧固构件的截面图。
图5的(a)是示出图1中的V部分的沿着套管构件的延伸方向的截面的截面图，图5的(b)是示出图1中的V部分的与套管构件的延伸方向正交的截面的截面图。
图6是对一实施方式的蓄电装置的效果进行说明的说明图。
图7是示出了变形例的蓄电装置的一部分的立体图。
图8的(a)是示出了在另一变形例的蓄电装置中套管构件按错误的朝向被组装时的状态的俯视图，图8的(b)是示出了在另一变形例的蓄电装置中套管构件按正确的朝向被组装的状态的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对一实施方式详细地进行说明。在附图的说明中，对于相同或同等的要素使用相同附图标记，省略重复的说明。
图1和图2所示的蓄电装置1例如被用作叉车、混合动力汽车、电动汽车等各种车辆的电池。蓄电装置1具备：模块层叠体2，其包含层叠的多个蓄电模块4；以及约束构件3，其对模块层叠体2在模块层叠体2的层叠方向(一个方向)D1上施加约束载荷。
模块层叠体2包含多个蓄电模块4和多个导电板5。蓄电模块4是具有发电要素的二次电池，所述发电要素包含在具有导电性的集电体15的表面形成正极活性物质层而成的正极16、在集电体15的表面形成负极活性物质层而成的负极17、以及使电解液保持于在正极16与负极17之间配置的隔离物13而成的电解质层，并且蓄电模块4是具有层叠的多个双极电极14的双极电池，当从层叠方向D1观察时呈矩形形状。蓄电模块4例如是镍氢二次电池、锂离子二次电池等二次电池，在以下的说明中，例示镍氢二次电池。
在层叠方向D1上相互相邻的蓄电模块4彼此经由导电板5被电连接。导电板5例如由导电性良好的金属板等构成。在此，在模块层叠体2的层叠端均配置有蓄电模块4，导电板5分别配置于在层叠方向D1上相互相邻的蓄电模块4之间。在位于层叠端的蓄电模块4的层叠方向外侧分别配置有与导电板5不同的导电板P。导电板P例如由导电性良好的金属板等构成。由此，多个蓄电模块4在层叠方向D1上被串联连接。一个导电板P连接着正极端子6，另一个导电板P连接着负极端子7。正极端子6和负极端子7例如从导电板P的缘部向与层叠方向D1交叉的方向(第一方向D2)引出。经由这些正极端子6和负极端子7实施蓄电装置1的充放电。
在配置于蓄电模块4间的导电板5设置有使空气等冷却用流体流通的多个流路5a。多个流路5a例如沿着与层叠方向D1和正极端子6及负极端子7的引出方向分别交叉(正交)的方向(第二方向D3)延伸。导电板5具有将相邻的蓄电模块4彼此电连接的作为连接构件的功能。另外，导电板5兼具通过使冷却用流体在该多个流路5a中流通而将在蓄电模块4产生的热进行散热的作为散热构件的功能。在图1的例子中，从层叠方向D1观察时的导电板5的面积比蓄电模块4的面积小，但从提高散热性的观点出发，导电板5的面积也可以与蓄电模块4的面积相同，还可以比蓄电模块4的面积大。此外，层叠方向D1、第一方向D2以及第二方向D3相互正交。
约束构件3是由在层叠方向D1上夹着模块层叠体2的一对端板8、以及将端板8彼此紧固的紧固螺栓9及螺母10构成的。端板8是具有比从层叠方向D1观察时的蓄电模块4、导电板5以及导电板P的面积大一圈的面积的矩形的金属板。在端板8的模块层叠体2侧的面，设置有具有电绝缘性的绝缘板F。端板8与导电板P之间被绝缘板F绝缘。
在端板8中，在包围与模块层叠体2相对的部分的区域亦即端板8的缘部8b设置有一个以上的插通孔8a。紧固螺栓9从一个端板8的插通孔8a朝向另一个端板8的插通孔8a插通。在从另一个端板8的插通孔8a突出的紧固螺栓9的顶端部分螺合有螺母10。由此，蓄电模块4、导电板5以及导电板P被端板8夹持，作为模块层叠体2被单元化。紧固螺栓9经由一对端板8、8对模块层叠体2施加规定的约束载荷。即，模块层叠体2被一对端板8、8在层叠方向D1上施加约束载荷。在本实施方式中，紧固螺栓9内插于由铝、铁等金属材料形成的套管(collar)构件30的插通孔。此外，关于套管构件30，将在后面的段落详述。
接着，对蓄电模块4的构成详细地进行说明。如图3所示，蓄电模块4具备电极层叠体11和将电极层叠体11密封的树脂制的密封体12。电极层叠体11包括隔着隔离物13沿着蓄电模块4的层叠方向D1层叠的多个电极。这些电极包含多个双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19。即，电极层叠体11构成为包含：双极电极层叠体，其是多个双极电极14与保持电解液的多个隔离物13交替地层叠而成的；负极终端电极18，其隔着隔离物13配置于双极电极层叠体的层叠方向D1上的一端；以及正极终端电极19，其隔着隔离物13配置于双极电极层叠体的层叠方向D1上的另一端。双极电极14、负极终端电极18以及正极终端电极19各自例如在从层叠方向D1观察时形成为矩形形状。
双极电极14具有：集电体15，其包含集电体15的一个面15a及集电体15的与一个面15a相反的一侧的另一面15b；正极(正极层)16，其设置于集电体15的一个面15a；以及负极(负极层)17，其设置于另一面15b。正极16是通过将正极活性物质涂敷于集电体15而形成的。作为构成正极16的正极活性物质，例如可列举氢氧化镍。负极17是通过将负极活性物质涂敷于集电体15而形成的。作为构成负极17的负极活性物质，例如可列举储氢合金。
在本实施方式中，集电体15的一个面15a中的正极16的形成区域相对于集电体15的另一面15b中的负极17的形成区域小一圈。在电极层叠体11中，一个双极电极14的正极16与隔着隔离物13在层叠方向D1的一方相邻的别的双极电极14的负极17相对。在电极层叠体11中，一个双极电极14的负极17与隔着隔离物13在层叠方向D1的另一方相邻的别的双极电极14的正极16相对。
负极终端电极18具有集电体15和设置于集电体15的一个面15b的负极17。负极终端电极18以设置有负极17的面15b与隔着隔离物13在层叠方向D1上相邻的双极电极14的正极16相对的方式配置。负极终端电极18的集电体15的另一面15a构成蓄电模块4的层叠方向D1上的一个外侧面，并电连接到与蓄电模块4相邻的一个导电板5或导电板P(参照图1)。
正极终端电极19具有集电体15和设置于集电体15的一个面15a的正极16。正极终端电极19以设置有正极16的面15a与隔着隔离物13在层叠方向D1上相邻的双极电极14的负极17相对的方式配置。正极终端电极19的集电体15的另一面15b构成蓄电模块4的层叠方向D1上的另一外侧面，并电连接到与蓄电模块4相邻的另一导电板5或导电板P(参照图1)。
集电体15例如包括表面被实施了镀敷的镍板、表面被实施了镀敷的钢板等。在此，集电体15是由对钢板的表面以镍实施镀敷而成的镀镍钢板构成的。成为镀敷钢板的基材的钢板使用例如轧制钢等普通钢、不锈钢等特殊钢。集电体15在从层叠方向D1观察时形成为矩形形状。在集电体15的缘部15c，设置有不涂敷正极活性物质和负极活性物质的矩形框状的未涂敷区域。
隔离物13例如形成为片状。作为隔离物13，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和无纺布等。隔离物13也可以是由偏氟乙烯(vinylidene fluoride)树脂化合物进行了强化的隔离物。
密封体12例如由绝缘性树脂在整体上形成为矩形筒状。密封体12以包围各集电体15的缘部15c的方式设置于电极层叠体11的侧面11a。密封体12在电极层叠体11的侧面11a中保持着各集电体15的缘部15c。密封体12具有：多个第一密封部21，其结合到各集电体15的缘部15c；以及第二密封部22，其包含以覆盖电极层叠体11的侧面11a的方式沿着层叠方向D1延伸的部分，并结合到多个第一密封部21中的每个第一密封部21。第一密封部21和第二密封部22是由具有耐碱性的绝缘性树脂构成的。作为第一密封部21和第二密封部22的构成材料，例如可列举聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、改性聚苯醚(改性PPE)等。
第一密封部21在相对的一对电极间设置于集电体15的缘部15c的未涂敷区域。第一密封部21在从层叠方向D1观察时呈矩形框状。在本实施方式中，不仅对双极电极14的集电体15设置有第一密封部21，还对负极终端电极18的集电体15和正极终端电极19的集电体15设置有第一密封部21。在负极终端电极18中，在集电体15的一个面15a和另一面15b这两个面的缘部15c设置有第一密封部21，在正极终端电极19中，在集电体15的一个面15a和另一面15b这两个面的缘部15c设置有第一密封部21。
第一密封部21具备在从层叠方向D1观察时与集电体15的缘部15c重叠的重叠部分K。设置于相对的一对电极间的第一密封部21在该重叠部分K处通过例如超声波熔接和热熔接等接合手段而气密地接合到一个电极的集电体15。第一密封部21例如是使用在层叠方向D1上具有规定厚度的膜形成的。第一密封部21具有：内侧部分，其位于在层叠方向D1上相互相邻的集电体15的缘部15c彼此之间；以及外侧部分，其比集电体15的外缘向外侧伸出，该外侧部分由第二密封部22保持。沿着层叠方向D1相互相邻的第一密封部21彼此也可以是，它们的外侧部分彼此通过例如超声波熔接和热熔接等熔接手段而被相互结合。
在电极层叠体11中，在配置于沿着层叠方向D1相互相邻的电极间的第一密封部21，在其内侧部分设置有用于载置隔离物13的缘部的台阶部23。台阶部23可以通过使构成第一密封部21的一个膜在外侧部分翻折来形成。台阶部23也可以通过使构成台阶上段的膜与构成台阶下段的膜叠合来形成。
第二密封部22设置于电极层叠体11和第一密封部21的外侧，构成了蓄电模块4的外壁(箱体)。第二密封部22例如通过树脂的注射模塑成型而形成，沿着层叠方向D1在电极层叠体11的侧面11a的整个长度上延伸。第二密封部22呈以层叠方向D1为轴向延伸的矩形框状。第二密封部22例如通过注射模塑成型时的热而熔接到第一密封部21的外缘部分。
第二密封部22在层叠方向D1上的两端部分别具有悬垂部24。一个悬垂部24在层叠方向D1的一端部处向矩形框状的第一密封部21的内缘侧伸出，并结合到在构成蓄电模块4的外侧面的负极终端电极18的集电体15的一个面15a上熔接的第一密封部21。另一个悬垂部24在层叠方向D1的另一端部处向矩形框状的第一密封部21的内缘侧伸出，并结合到在构成蓄电模块4的外侧面的正极终端电极19的集电体15的面15b侧熔接的第一密封部21。悬垂部24的顶端24a位于从层叠方向D1观察时与集电体15和第一密封部21的重叠部分K重叠的位置。
第一密封部21和第二密封部22在相邻的电极之间形成内部空间V，并且将内部空间V密封。更具体地说，第二密封部22与第一密封部21一起将沿着层叠方向D1相互相邻的双极电极14之间、沿着层叠方向D1相互相邻的负极终端电极18与双极电极14之间、以及沿着层叠方向D1相互相邻的正极终端电极19与双极电极14之间分别密封。由此，在相邻的双极电极14之间、负极终端电极18与双极电极14之间、以及正极终端电极19与双极电极14之间分别形成有气密地分隔开的内部空间V。在该内部空间V收纳有包含例如氢氧化钾水溶液等碱溶液的水系电解液(未图示)。电解液浸渍到隔离物13、正极16以及负极17内。
在将第一密封部21熔接到集电体15时，也可以将上述的集电体15的表面例如通过电解镀敷进行粗面化。粗面化在集电体15中只要至少对熔接第一密封部21的部分实施即可。在本实施方式中，关于构成双极电极14的集电体15，只要至少一个面15a被粗面化即可，关于构成负极终端电极18的集电体15和构成正极终端电极19的集电体15，可以将一个面15a和另一面15b这两个面粗面化。
接下来，针对供紧固螺栓9插通的套管构件30的构成更详细地进行说明。套管构件30是筒状构件，形成有供紧固螺栓9插通的插通孔33。如图1和图4所示，紧固螺栓9在从层叠方向D1观察时是沿着模块层叠体2的外形的外侧、并且沿着在模块层叠体2中相互相对的长边排列的。同样地，套管构件30在从层叠方向D1观察时也是沿着模块层叠体2的外形的外侧、并且沿着在模块层叠体2中相互相对的长边排列的。在本实施方式中，两个一组的套管构件30、30(参照图4)以夹着模块层叠体2的方式配置有5组(参照图1)。两个一组的套管构件30、30相对的方向与上述第二方向D3一致。
图4是示出了在第二方向D3上相互相对配置并且插通有紧固螺栓9的套管构件30的截面图。如图4所示，形成于套管构件30的插通孔33相对于套管构件30的中心轴线C30偏心成靠近配置模块层叠体2的一侧。换句话说，形成于套管构件30的插通孔33偏心成，插通孔的中心轴线C33靠近配置有在第二方向D3上相对的套管构件30的一侧。此外，中心轴线C30是沿着套管构件30所延伸的方向(层叠方向D1)延伸的轴。
套管构件30通过使形成于套管构件30的插通孔33如上述那样偏心，从而形成：插通孔33至外周面的厚度厚的厚壁部30a；以及插通孔33至外周面的厚度比厚壁部30a薄的薄壁部30b。在本实施方式中，薄壁部30b、30b与厚壁部30a、30a相比形成于离模块层叠体2更近的位置，换句话说，形成于离在第二方向D3上相对的套管构件30更近的位置。
在套管构件30的从两端到规定长度为止的端部部分(图1的V部分)形成有将套管构件30定位到端板8的规定位置(防止套管构件30转动)的被卡止部32。如图5的(a)和图5的(b)所示，被卡止部32从与延伸方向正交的截面形状(外周面31b的形状)为圆形的主体部31在延伸方向上突出。被卡止部32的与延伸方向(层叠方向D1)正交的截面在俯视时是作为圆形的一部分的弓形部分被切掉那样的形状。即，被卡止部32具有与延伸方向正交的截面的外形由曲线部构成的圆周面32a、以及由直线部构成的平坦面(被卡止部)32b。两个平坦面32b、32b形成为相互平行。
在端板8中，在配置每个套管构件30的位置对应形成有卡止部80。在端板8中的10个部位形成有卡止部80。卡止部80是为了将套管构件30定位到端板8的规定位置而设置的。卡止部80由将从端板8突出的突出部81的一部分切除而成的槽部形成。详细地，在端板8的沿着长边的带状区域，存在形成突出部81的部分和未形成突出部81的部分，未形成突出部81的部分成为相对于相邻的突出部81、81凹陷的形状(槽状)。卡止部80是由从突出部81的表面以凹状凹陷的槽部构成的。
突出部81具有侧面支撑部80a和端面支撑部80b。侧面支撑部80a是对套管构件30的被卡止部32中的平坦面32b进行支撑的部分，由突出部81的侧面部分形成。端面支撑部80b是对套管构件30的主体部31中的端面31a进行支撑的部分，由突出部81的上表面形成。
接着，对上述蓄电装置1的组装方法进行说明。首先，准备多个蓄电模块4和多个导电板5，将蓄电模块4与导电板5交替地层叠，形成如图1和图2所示那样的模块层叠体2。接着，准备一对端板8、多个紧固螺栓9、多个螺母10以及多个套管构件30。然后，在模块层叠体2的层叠方向D1上的一端配置一个端板8，使紧固螺栓9的另一端从该端板8的外侧插通到插通孔8a。
接着，从紧固螺栓9的另一端外插套管构件30。此时，使套管构件30的被卡止部32卡止到一个端板8的卡止部80。更详细地，使形成于套管构件30的延伸方向上的一个端部部分的被卡止部32的端面32c与一个端板8的内侧面8c(在组装了蓄电模块4的状态下配置有模块层叠体2的一侧的面)接触，使平坦面32b、32b与卡止部80的侧面支撑部80a接触。由此，套管构件30变得无法相对于一个端板8进行旋转。
接着，使插通有套管构件30的紧固螺栓9的另一端从另一个端板8的内侧插通到另一个端板8的插通孔8a。此时，使套管构件30的被卡止部32卡止到另一个端板8的卡止部80。更详细地，使在套管构件30的延伸方向上的另一个端部部分形成的被卡止部32的端面32c与另一个端板8的内侧面8c(在组装了蓄电模块4的状态下配置有模块层叠体2的一侧的面)接触，使平坦面32b、32b与卡止部80的侧面支撑部80a接触。由此，套管构件30变得无法相对于一个端板8进行旋转。接着，使螺母10与从另一个端板8的插通孔8a突出的紧固螺栓9的另一个端部螺合。通过这种方法组装上述蓄电装置1。
在上述实施方式的蓄电装置1中，如图4所示，套管构件30中的插通孔33相对于套管构件30的中心轴线C30偏心成靠近沿着第二方向D3配置有模块层叠体2的一侧。由此，与形成于套管构件30的插通孔33的位置与套管构件30、30的中心轴线C30一致的情况相比，能够缩短夹着模块层叠体2配置套管构件30、30的情况下的紧固螺栓9、9彼此的距离。其结果是，能够缩短夹着模块层叠体2配置的紧固螺栓9、9间的间隔。
图6是用于对在由一对端板8、8夹住模块层叠体2的状态下将模块层叠体2紧固(加压)时有可能发生的端板8的变形进行说明的图。在本实施方式中，能够相对地缩短夹着模块层叠体2配置的紧固螺栓9、9间的间隔，因此能够抑制如图6所示那样的端板8的变形。
另外，上述那样的端板8的变形是与中央部相比缘部8b更靠近模块层叠体2那样的变形。在本实施方式中，该变形得到抑制，因此变形量变得极小，但由于该变形，会导致成为与端板8的中心部(图6所示的B部)相比缘部8b侧(图6所示的A部)从套管构件30受到的作用更大的状态。在本实施方式中，如图4所示，在从套管构件30作用相对大的力的部分、即在与端板8的缘部8b(图6所示的B部)侧对应的套管构件30的一部分，形成有与端板8的接触面积大那样的厚壁部30a。由此，端板8从套管构件30受到的每单位面积的力变小，因此能够减少端板8的破损。
此外，如图6所示，在套管构件30中，作为壁厚相对薄的部分的薄壁部30b位于端板8的中心部(图6所示的A部)侧，因此与厚壁部30a相比，作用于端板8的力较弱。因而，即使将与端板8的中心部(图6所示的B部)侧对应的套管构件30的一部分如图6所示那样形成为薄壁部30b，每单位面积的力也不会极端地增加，端板8破损的可能性小。
在上述实施方式的蓄电装置1中，一对端板8、8的变形得到抑制，平面性得到维持，因此，一对端板8、8分别能够对模块层叠体2均匀地加压。其结果是，导电板5与蓄电模块4的电接触变得良好，因此能够提高蓄电装置1的电池性能。
在上述实施方式的蓄电装置1中，在套管构件30形成有平坦面32b、32b(参照图5的(a)和图5的(b))，在一对端板8、8形成有将平坦面32b、32b卡止的侧面支撑部80a、80a。由此，能够用简单的构成限制套管构件30相对于端板8的旋转。
以上，对一实施方式详细地进行了说明，但是本发明的一方面不限于上述实施方式。
在上述实施方式的蓄电装置1的套管构件30中，列举在其两端部分(图1的V部分)形成有将套管构件30定位(防止套管构件30转动)的被卡止部32的例子进行了说明。相对于此，在变形例的蓄电装置101中，如图7所示，设置有在延伸方向D1的整体上形成有成为一对被卡止面(被卡止部)132、132的平坦面的套管构件130。此外，在图7中，省略了模块层叠体2的图示。变形例的套管构件130具有基准方向上的内侧部分与外侧部分不同的侧面形状。另外，变形例的套管构件130的形状相对于端板8的短边方向(基准方向)D3是非对称地形成的。套管构件130被组装到蓄电装置101时的朝向(装配方向)是定好的。套管构件130的外周面具有外侧面131、一对被卡止面132、132、以及内侧面133。
外侧面131形成为平面。外侧面131是当套管构件130组装于蓄电装置101时朝向蓄电装置101的外侧(与模块层叠体2侧相反的一侧)的面。被卡止面132、132是由设置于一对端板8、8中的至少一个端板8(在本实施方式中为一对端板8、8这两者)的突起部(卡止部)191卡止的面。一对被卡止面132、132以与外侧面131分别正交的方式连接到外侧面131的两端，并且形成为相互平行。内侧面133形成为曲面。内侧面133是当套管构件130组装于蓄电装置101时被设为与模块层叠体2面对面的朝向的面。内侧面133将一对被卡止面132、132连接。
在上述实施方式的蓄电装置1的端板8中，列举在端板8的沿着长边的带状区域的一部分形成有突出部81、且通过使未形成有突出部81的部分成为相对于相邻的突出部81、81凹陷的形状(槽状)而构成了将套管构件30的被卡止部32卡止的卡止部80的例子进行了说明。相对于此，在变形例的蓄电装置101中，形成有：突出部181，其形成于端板8的沿着长边的带状区域的整个范围；以及突起部191，其在蓄电装置101所要组装的套管构件130的两侧(上述长边方向D2的两侧)从突出部181进一步突出。
在突出部181中套管构件130的端部要接触配置的部位形成有作为平坦面的锪孔部181a。锪孔部181a形成为与套管构件130的宽度方向尺寸(一对被卡止面132、132间的距离)相同的尺寸。此外，在突出部181中，套管构件130的端部不接触配置的部位可以不像锪孔部181a那样形成为平坦的面。突起部191在端板8的长边方向D2上配置于锪孔部181a的两端。
配置于锪孔部181a的两端的一对突起部191沿着端板8的短边方向D3以直线状延伸。突起部191是比突出部181更突出的，因此能够将套管构件130的被卡止面132、132卡止。即，突起部191作为套管构件130的防转动件发挥功能。此外，与上述实施方式同样地，形成于套管构件130的插通孔133a相对于套管构件30的中心轴线偏心成靠近配置模块层叠体2的一侧。
在具有变形例的构成的套管构件130的被卡止面132、132以及端板8的突起部191的蓄电装置101的构成中，与上述实施方式的蓄电装置1同样，也能够缩短夹着模块层叠体2配置的紧固螺栓9、9间的间隔，并且能够用简单的构成限制套管构件130相对于端板8的旋转。
另外，在另一变形例的蓄电装置201中，代替沿着端板8的短边方向D3以一条直线状延伸的突起部191，而如图8的(b)所示的那样设置有在延伸方向的一部分形成了弯曲部292的突起部(卡止部)291、291。更详细地，突起部291、291具有：第一卡止部291a、291a，其当套管构件130在端板8的短边方向D3(突起部291的延伸方向)上按正确的朝向组装于蓄电装置201时，将被卡止面132、132卡止；以及第二卡止部291b、291b，其当套管构件130在端板8的短边方向D3上按错误的朝向组装于蓄电装置201时，将被卡止面132、132卡止。
并且，如图8的(a)所示，突起部291、291形成为使得在以被卡止面132、132卡止于第二卡止部291b、291b的状态进行了组装时，套管构件130的一部分E与模块层叠体2接触，并且如图8的(b)所示，突起部291、291的弯曲部292形成为使得在以被卡止面132、132卡止于第一卡止部291a、291a的状态进行了组装时，套管构件130不与模块层叠体2接触。即，在该另一变形例1的蓄电装置201中，即使试图将套管构件130按错误的朝向进行组装，套管构件130的一部分E也会与模块层叠体2接触，因此无法组装套管构件130。在另一变形例的蓄电装置201中，除了上述蓄电装置1、101的效果之外，还能够防止套管构件130按错误的朝向被组装。
在上述实施方式和变形例中，以将作为双极型镍氢二次电池的蓄电模块4隔着导电板5层叠而成的模块层叠体2为例进行了说明，但也能够将本申请发明的一方面应用于由一对端板8、8对在一个方向上层叠具有方形壳体的锂离子二次电池而成的模块层叠体进行夹持的样态的蓄电装置。在这种情况下，也能够缩短夹着模块层叠体配置的紧固构件间的间隔。
在上述实施方式和变形例中，列举了在套管构件30的两端设置有被卡止部32、32、在一对端板8、8中的每个端板8设置有将上述被卡止部32、32卡止的卡止部80、80的例子进行了说明，但是也可以仅在套管构件30的一端设置被卡止部32，在一对端板8、8中，仅在该被卡止部32所接触的一侧的端板8设置卡止部80。
在上述实施方式和变形例中，列举在端板8通过将套管构件30卡止到卡止部80而形成套管构件30的防转动件的例子进行了说明，但不限于此。例如，也可以将套管构件30固定于端板8或者在端板8形成与套管构件30的外形大小一致的凹部而使套管构件嵌合到该凹部。
附图标记说明
1、101、201…蓄电装置，2…模块层叠体，3…约束构件，4…蓄电模块(双极电池)，5…导电板，8…端板，9…紧固螺栓(紧固构件)，15…集电体，30、130…套管构件，30a…厚壁部，30b…薄壁部，31…主体部，32…被卡止部，32a…圆周面，32b…平坦面，32c…端面，33…插通孔，80…卡止部，80a…侧面支撑部，80b…端面支撑部，132…被卡止面(被卡止部)，191、291…突起部(卡止部)，C30…套管构件的中心轴线。

Claims (4)

1.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
模块层叠体，其构成为包含在一个方向上排列的多个蓄电模块；
一对端板，其在上述一个方向上分别配置于上述模块层叠体的两端；
紧固构件，其在上述模块层叠体的周围将一对上述端板彼此紧固并且经由上述端板对上述模块层叠体施加规定的约束载荷；以及
套管构件，其具有供上述紧固构件插通的插通孔，在上述模块层叠体的周围被一对上述端板夹持，
上述套管构件的上述插通孔相对于上述套管构件的中心轴线偏心成靠近配置上述模块层叠体的一侧。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
上述蓄电模块是在集电体的一个面形成有正极层并且在集电体的另一面形成有负极层的双极电极隔着隔离物层叠的双极电池，
上述模块层叠体是多个上述双极电池隔着导电板层叠而成的。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
上述套管构件在与一对上述端板接触的两端部中的至少一方形成有被卡止部，
在上述被卡止部所接触的上述端板形成有将上述被卡止部卡止的卡止部。
4.根据权利要求3所述的蓄电装置，其中，
当将从上述端板的外侧去往内侧方向的方向设为基准方向时，
上述套管构件具有上述基准方向上的内侧部分与外侧部分不同的侧面形状，
上述卡止部具有：第一卡止部，其当上述套管构件在上述基准方向上按正确的朝向组装于上述蓄电装置时，将上述被卡止部卡止；以及第二卡止部，其当上述套管构件在上述基准方向上按错误的朝向组装于上述蓄电装置时，将上述被卡止部卡止，
上述卡止部形成为使得在以上述被卡止部卡止于上述第二卡止部的状态进行了组装时，上述套管构件的一部分与上述模块层叠体接触，并且形成为使得在以上述被卡止部卡止于上述第一卡止部的状态进行了组装时，上述套管构件不与上述模块层叠体接触。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220101962A (ko) * 2021-01-12 2022-07-19 주식회사 엘지에너지솔루션 편심 부재를 포함하는 배터리 모듈
JP2024113924A (ja) 2023-02-10 2024-08-23 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0192271A2 (de) * 1985-02-22 1986-08-27 European Southern Observatory Monolithischer Reflektorkörper eines Spiegelteleskops, Verfahren zur Herstellung des Reflektorkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN1140638A (zh) * 1995-07-06 1997-01-22 摩根建造公司 具有可分离的辊缝锁口调整组件的轧机机座
CN101049799A (zh) * 2006-04-05 2007-10-10 本田技研工业株式会社 车辆用电源装置
CN101473485A (zh) * 2006-06-20 2009-07-01 丰田自动车株式会社 燃料电池
CN101626088A (zh) * 2008-07-10 2010-01-13 日立麦克赛尔株式会社 密封电池
CN102820494A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 索尼公司 电池模块、电子装置、电力存储系统及电力系统
WO2014024426A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える電動車両並びに蓄電装置
JP2018073642A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
WO2018235557A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置
CN109671882A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 本田技研工业株式会社 电池模块
CN109792070A (zh) * 2016-09-21 2019-05-21 株式会社丰田自动织机 蓄电装置和蓄电装置的制造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001088564A (ja) * 1999-09-28 2001-04-03 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車のバッテリボックス取付構造
JP4965012B2 (ja) 1999-12-15 2012-07-04 トヨタ自動車株式会社 車両用電池パック
JP2006185737A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toyota Motor Corp 燃料電池の製造方法
JP5673384B2 (ja) * 2011-06-22 2015-02-18 株式会社Ｇｓユアサ 組電池

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0192271A2 (de) * 1985-02-22 1986-08-27 European Southern Observatory Monolithischer Reflektorkörper eines Spiegelteleskops, Verfahren zur Herstellung des Reflektorkörpers und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN1140638A (zh) * 1995-07-06 1997-01-22 摩根建造公司 具有可分离的辊缝锁口调整组件的轧机机座
CN101049799A (zh) * 2006-04-05 2007-10-10 本田技研工业株式会社 车辆用电源装置
CN101473485A (zh) * 2006-06-20 2009-07-01 丰田自动车株式会社 燃料电池
CN101626088A (zh) * 2008-07-10 2010-01-13 日立麦克赛尔株式会社 密封电池
CN102820494A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 索尼公司 电池模块、电子装置、电力存储系统及电力系统
WO2014024426A1 (ja) * 2012-08-09 2014-02-13 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える電動車両並びに蓄電装置
CN109792070A (zh) * 2016-09-21 2019-05-21 株式会社丰田自动织机 蓄电装置和蓄电装置的制造方法
JP2018073642A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
WO2018235557A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 三洋電機株式会社 電源装置及びこれを備える車両並びに蓄電装置
CN109671882A (zh) * 2017-10-16 2019-04-23 本田技研工业株式会社 电池模块

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