CN117397104A - 蓄电装置 - Google Patents

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佐佐木骏
小西敦之
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Abstract

蓄电装置具备:蓄电元件;外装体,容纳蓄电元件,具有形成有贯通孔的壁部;和汇流条,将贯通孔贯通。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及具备蓄电元件、外装体和汇流条的蓄电装置。
背景技术
以往,已知有具备蓄电元件、容纳蓄电元件的外装体和汇流条且汇流条从外装体突出的结构的蓄电装置。在专利文献1中公开了汇流条从构成容纳电池单体(蓄电元件)的外装体的2个构件即壳体以及罩构件之间突出的电池包(蓄电装置)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/169728号
发明内容
发明要解决的课题
在如上述以往那样的结构的蓄电装置中,有汇流条的配置位置受到限制这样的问题。在上述专利文献1所公开的蓄电装置中,由于是汇流条从构成外装体的2个构件(壳体以及罩构件)之间突出的结构,因而汇流条的配置位置会受到限制。由此,可能产生难以将汇流条和外部的导电构件连接等不良情况。
本发明是本申请发明者新着眼于上述课题而完成的,其目的在于,提供能够提高汇流条的配置位置的自由度的蓄电装置。
用于解决课题的手段
本发明的一方式涉及的蓄电装置具备:蓄电元件:外装体,容纳所述蓄电元件,具有形成有贯通孔的壁部;和汇流条,贯通所述贯通孔。
本发明不仅能够作为蓄电装置来实现,还能够作为外装体与汇流条的组合来实现。
发明效果
根据本发明中的蓄电装置,能够提高汇流条的配置位置的自由度。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的蓄电装置的外观的立体图。
图2是将实施方式涉及的蓄电装置具备的构成要素分解而示出的分解立体图。
图3是将实施方式涉及的蓄电装置具备的构成要素分解而示出的分解立体图。
图4是将实施方式涉及的蓄电元件分解而示出各构成要素的分解立体图。
图5是示出实施方式涉及的汇流条的结构的立体图。
图6是示出实施方式涉及的端子单元及其周围的结构的立体图以及立体剖视图。
图7是示出实施方式涉及的端子单元及其周围的结构的剖视图。
具体实施方式
本发明的一方式涉及的蓄电装置具备:蓄电元件:外装体,容纳所述蓄电元件,具有形成有贯通孔的壁部;和汇流条,贯通所述贯通孔。
在蓄电装置中,设为在外装体的壁部的想要配置汇流条的位置形成贯通孔且汇流条将该贯通孔贯通的结构。由此,能够将汇流条配置在希望的位置,因而能够提高汇流条的配置位置的自由度。
也可以是,所述壁部为金属制,所述蓄电装置还具备:绝缘构件,具有在所述贯通孔的内侧且所述汇流条的周围配置的绝缘部。
在形成有贯通孔的壁部为金属制的情况下,有壁部和汇流条导通的担扰。因此,在蓄电装置中,在外装体具有的金属制的壁部形成贯通孔,使汇流条在该贯通孔贯通,在该贯通孔的内侧且在汇流条的周围配置绝缘构件的绝缘部。由此,能够实现外装体的壁部与汇流条之间的绝缘性的提高,并且提高汇流条的配置位置的自由度。
也可以是,所述绝缘构件还具有从所述绝缘部沿着所述壁部的外表面突出的突出部,所述蓄电装置还具备:安装构件,配置在所述壁部的外侧,从所述壁部的外侧将所述突出部安装在所述壁部。
据此,通过在外装体的壁部的外侧配置从壁部的外侧将绝缘构件的突出部安装于壁部的安装构件,从而能够利用安装构件来将绝缘构件容易地安装在壁部。由此,能够容易地实现外装体的壁部与汇流条之间的绝缘性的提高,并且提高汇流条的配置位置的自由度。
所述安装构件也可以贯通所述突出部,并且被插入于形成在所述壁部的外表面的凹部而被固定在所述壁部。
据此,在通过安装构件将绝缘构件安装在外装体的壁部时,不使安装构件在壁部贯通,而是将安装构件插入于形成在壁部的外表面的凹部而固定在壁部。由此,由于不在外装体的壁部形成安装构件贯通的贯通孔,因而能够提高外装体的密闭性。
也可以是,还具备配置在所述壁部与所述突出部之间的垫片,所述垫片被配置在所述安装构件与所述贯通孔之间。
据此,通过在外装体的壁部与绝缘构件的突出部之间配置垫片,从而能够提高基于绝缘构件的外装体的密闭性(基于绝缘构件的壁部的贯通孔的密封性)。通过将垫片配置在安装构件与壁部的贯通孔之间,能够在贯通孔的附近由垫片密封贯通孔,因面能够进一步提高基于绝缘构件的外装体的密闭性(基于绝缘构件的壁部的贯通孔的密封性)。
也可以是,所述壁部是所述外装体的侧壁,所述安装构件将所述突出部安装在所述侧壁。
据此,通过将绝缘构件的突出部安装在外装体的侧壁,能够抑制绝缘构件向外装体的高度方向突出。由此,能够抑制蓄电装置的高度变高。
以下,一边参照附图一边对本发明的实施方式(还包括其变形例)涉及的蓄电装置进行说明。以下说明的实施方式均表示总括性的或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、制造工序、制造工序的顺序等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。在各图中,尺寸等并未严谨地图示。在各图中,对同一或同样的构成要素标注了相同的符号。
在以下的说明以及附图中,将蓄电装置的长度方向、蓄电单元与控制单元的排列方向、蓄电元件的容器的短侧面的对置方向、或蓄电元件具有的一对电极端子的排列方向定义为X轴方向。将蓄电装置的短边方向、蓄电元件、汇流条板、汇流条与汇流条罩的排列方向、蓄电元件的容器的主体与盖的排列方向、或蓄电元件的电极端子的突出方向定义为Y轴方向。将蓄电装置的外装体的主体与盖的排列方向、蓄电元件与间隔件的排列方向、蓄电元件的容器的长侧面的对置方向、蓄电元件的电极体的极板的层叠方向、或上下方向定义为Z轴方向。这些X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是相互交叉(本实施方式中正交)的方向。虽然根据使用方式,也考虑Z轴方向不成为上下方向的情况,但在以下为了方便说明,将Z轴方向作为上下方向来进行说明。
在以下的说明中,X轴正方向表示X轴的箭头方向,X轴负方向表示与X轴正方向相反的方向。对于Y轴方向以及Z轴方向也是同样的。平行以及正交等表示相对性的方向或姿势的表述严格而言还包括不是该方向或姿势的情况。2个方向平行不仅意味着该2个方向完全平行,还意味着实质上平行,即包括例如几%程度的差异。在以下的说明中,在表述为“绝缘”的情况下,意味着“电绝缘”。
(实施方式)
[1蓄电装置1的整体性说明]
首先,对本实施方式中的蓄电装置1的概略结构进行说明。图1是示出本实施方式涉及的蓄电装置1的外观的立体图。图2以及图3是将本实施方式涉及的蓄电装置1具备的构成要素分解而示出的分解立体图。图3示出了将图2所示的外装体100、蓄电元件200以及间隔件300进一步分解后的结构。
蓄电装置1是能够充入来自外部的电并且向外部放出电的装置,在本实施方式中,具有大致长方体形状。蓄电装置1是使用于电力贮藏用途或电源用途等的电池模块(电池组)。具体地,蓄电装置1用作汽车、机动二轮车、水运工具、船舶、雪地车、农业机械、建设机械或电气铁道用的铁道车辆等移动体的驱动用或发动机启动用等的蓄电池等。作为上述的汽车,能例示出电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)、插入式混合动力电动汽车(PHEV)以及化石燃料(汽油、轻油、液化天然气体等)汽车。作为上述的电气铁道用的铁道车辆,能例示出电车、单轨电车、线性电机车、和具备柴油机以及电动马达这两方的混合动力电车。蓄电装置1还能够作为用于家庭用或业务用等的固定设置用的蓄电池等来使用。
如图1以及图2所示,蓄电装置1具备蓄电单元10和控制单元20,蓄电单元10具有外装体100和端子单元30。以下,将蓄电装置1之中的具有蓄电元件200的部分称为蓄电单元10,将具有对蓄电元件200进行控制的控制设备的部分称为控制单元20。如图2以及图3所示,在外装体100的内侧,容纳有蓄电元件200、间隔件300(第一间隔件310以及第二间隔件320)、汇流条板400、汇流条500(510~530)、汇流条罩600以及控制单元20等。除上述的构成要素以外,蓄电装置1也可以还具备用于将从蓄电元件200排出的气体向外装体100的外侧排气的排气部等。
端子单元30是具有作为蓄电装置1的正极或负极的模块端子(总端子)的外部端子31a的构件,安装在外装体100的Y轴负方向的侧壁(后述的长侧壁120b)的X轴负方向的端部。端子单元30具有汇流条31。汇流条31是板状的导电构件,由铝、铝合金、铜、铜合金、镍等金属制的导电构件或者它们的组合、或金属以外的导电性的构件形成。汇流条31的Y轴正方向的端部与汇流条520连接,并且Y轴负方向的端部成为具有作为外部端子31a的功能的结构。外部端子31a是负极的外部端子。由此,蓄电单元10具有的蓄电元件200和外部端子31a经由汇流条520电连接。汇流条31和汇流条520通过螺栓紧固被连接(接合),但也可以通过焊接等而被连接(接合)。对于端子单元30的结构的详细的说明,将后述。
控制单元20是具有对蓄电单元10所具有的蓄电元件200进行控制的控制设备(未图示)的装置,具体地,是控制蓄电元件200的BMS(Battery Management System,电池管理系统)。该控制设备是控制蓄电元件200的充放电的电路基板、熔丝、继电器、FET(FieldEffect Transistor,场效应晶体管)等半导体开关、分路电阻等。
在外装体100,在X轴正方向且Y轴负方向的端部配置有作为蓄电装置1的正极或负极的模块端子(总端子)的外部端子21。外部端子21是与端子单元30的外部端子31a不同的极性的端子(正极的外部端子)。外部端子21与蓄电元件200电连接。蓄电装置1经由这些外部端子21以及31a充入来自外部的电,并且向外部放出电。外部端子21由能够用于汇流条31的任何导电性的材料等形成。
外装体100是构成蓄电装置1(蓄电单元10)的壳体(外壳)的箱形(大致长方体形状)的容器(模块壳体)。外装体100配置在蓄电元件200等的外侧,将这些蓄电元件200等固定在给定的位置,保护其免受冲击等。外装体100具有沿Z轴方向排列配置的第一外装体110以及第二外装体120、和用于将第一外装体110以及第二外装体120接合的接合构件130以及140和套环150。
第一外装体110配置在第二外装体120的Z轴负方向,是构成外装体100的底壁的扁平的矩形状的构件,载置蓄电元件200等。第二外装体120是构成外装体100的主体(底壁以外的部位)的有底矩形筒状的构件,与第一外装体110连接(接合)而覆盖蓄电元件200等。第二外装体120具有上壁120a、一对长侧壁120b和一对短侧壁120c。在第二外装体120形成有朝向Z轴负方向的开口,第一外装体110作为封堵第二外装体120的该开口的盖体而发挥功能。从确保安全性(耐压坏性)的观点等出发,第一外装体110以及第二外装体120由不锈钢、铝、铝合金、铁、钢板等金属构件、或实施了绝缘涂敷等绝缘处理的该金属构件等刚性高的构件形成。第一外装体110以及第二外装体120例如能够通过铝压铸件等来形成。第一外装体110以及第二外装体120既可以由相同的材质的构件形成,也可以由不同的材质的构件形成。
具体地,第一外装体110具有的连接部111以及112和第二外装体120具有的连接部121等使用接合构件130、140以及套环150来接合,从而第一外装体110和第二外装体120被连接(固定)。第二外装体120的作为Y轴负方向的壁部(侧壁)的长侧壁120b配置在与蓄电元件200夹着汇流条板400、汇流条500(510~530)以及汇流条罩600的位置。在该长侧壁120b形成有贯通孔125。贯通孔125是配置在长侧壁120b的X轴负方向的端部且沿Y轴方向贯通长侧壁120b的、从Y轴方向观察为矩形状的贯通孔。贯通孔125是在将端子单元30的汇流条31与汇流条520连接(接合)时汇流条31所贯通的贯通孔。
在本实施方式中,第一外装体110以及第二外装体120被相互接合而夹着蓄电元件200。第一外装体110以及第二外装体120在Z轴方向上夹着蓄电元件200而对其进行约束,向蓄电元件200赋予Z轴方向上的约束力。具体地,第一外装体110以及第二外装体120跨越沿X轴方向排列的多个蓄电元件200,配置于在Z轴方向(第一方向)上夹着沿X轴方向以及Z轴方向排列的多个蓄电元件200、和沿Z轴方向排列的多个间隔件300(第一间隔件310以及第二间隔件320)的位置。第一外装体110以及第二外装体120一并夹着这多个蓄电元件200以及多个间隔件300而对其进行约束。如此,第一外装体110以及第二外装体120也可以说是一对端板。
蓄电元件200是能够充入电并且放出电的二次电池(单电池),更具体地,是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。蓄电元件200具有扁平的长方体形状(方形),沿X轴方向布置有多个蓄电元件200,并且在Z轴方向上层叠有多个蓄电元件200。在本实施方式中,8个蓄电元件200在被设为横置(横倒)的状态下(在蓄电元件200的后述的长侧面211a朝向Z轴方向的状态下),沿X轴方向以及Z轴方向布置。具体地,4个蓄电元件201~204从X轴负方向朝向X轴正方向而沿X轴方向排列地进行布置,4个蓄电元件205~208从X轴负方向朝向X轴正方向而沿X轴方向排列地进行布置。4个蓄电元件201~204和4个蓄电元件205~208沿Z轴方向层叠(平放层叠)。
对蓄电元件200的个数不特别限定,多少个蓄电元件200沿X轴方向配置(布置)均可以,多少个蓄电元件200沿Z轴方向配置(层叠)均可以。蓄电元件200的形状不限定于上述方形,也可以是其以外的多棱柱形状、圆柱形状、椭圆柱形状、长圆柱形状等。蓄电元件200不限定于非水电解质二次电池,也可以是非水电解质二次电池以外的二次电池,也可以是电容器。蓄电元件200也可以不是二次电池,而是使用者不充电也能够使用蓄积的电的一次电池。蓄电元件200也可以是使用了固体电解质的电池。蓄电元件200也可以是袋式的蓄电元件。对于蓄电元件200的结构的详细的说明,将后述。
间隔件300是在Z轴方向上与蓄电元件200排列,并且与蓄电元件200相邻地配置的矩形状且平板状的间隔件。间隔件300与蓄电元件200的长侧面211a对置,配置在蓄电元件200的Z轴正方向或Z轴负方向。间隔件300由聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚苯醚(PPE(包括改性PPE))、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA),聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚酰胺(PA)、ABS树脂或者它们的复合材料等树脂构件(绝缘构件)、或达玛材料等隔热材料等形成。
在本实施方式中,作为间隔件300,配置有第一间隔件310和一对第二间隔件320。第一间隔件310在与沿X轴方向布置的多个蓄电元件200在Z轴方向上相邻的位置,跨越该多个蓄电元件200而配置。具体地,第一间隔件310在与沿X轴方向排列的4个蓄电元件200(201~204或205~208)在Z轴方向上相邻的位置,跨越该4个蓄电元件200而沿X轴方向延伸地配置。在本实施方式中,第一间隔件310是配置于在Z轴方向上相邻的蓄电元件200彼此之间(4个蓄电元件201~204与4个蓄电元件205~208之间)的中间间隔件。
第二间隔件320在和第一间隔件310在Z轴方向上夹着沿X轴方向布置的多个蓄电元件200的位置,跨越该多个蓄电元件200而配置。具体地,第二间隔件320在和第一间隔件310在Z轴方向上夹着沿X轴方向排列的4个蓄电元件200(201~204或205~208)的位置,跨越该4个蓄电元件200而沿X轴方向延伸地配置。在本实施方式中,第二间隔件320是配置在蓄电元件200与第一外装体110或第二外装体120之间的端部间隔件。具体地,一对第二间隔件320配置在4个蓄电元件205~208与第一外装体110之间以及4个蓄电元件201~204与第二外装体120之间。
如此,第一间隔件310以及一对第二间隔件320配置为在Z轴方向上夹着蓄电元件200,将蓄电元件200彼此之间和蓄电元件200与第一外装体110以及第二外装体120之间绝缘。
汇流条板400配置在蓄电元件200与汇流条500之间,是能够进行汇流条500与其他构件的绝缘以及汇流条500的位置限制的扁平的矩形状的绝缘构件。汇流条板400由能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。汇流条板400配置在多个蓄电元件200的Y轴负方向,相对于多个蓄电元件200而被定位。由此,汇流条500相对于多个蓄电元件200而被定位,与该多个蓄电元件200具有的后述的电极端子220接合。
汇流条500配置在多个蓄电元件200的Y轴负方向,是与该多个蓄电元件200以及端子单元30连接(接合)的板状的构件。在本实施方式中,作为汇流条500,配置有3个汇流条510、汇流条520和汇流条530。汇流条510配置在汇流条520与汇流条530之间,将相邻的蓄电元件200具有的电极端子220彼此连接。汇流条520配置在多个汇流条500之中的最靠X轴负方向的位置,将蓄电元件200具有的最靠X轴负方向的电极端子220和端子单元30的汇流条31连接,将该蓄电元件200和外部端子31a电连接。汇流条530配置在多个汇流条500之中的最靠X轴正方向的位置,将蓄电元件200具有的最靠X轴正方向的电极端子220和外部端子21电连接。
在本实施方式中,汇流条500和蓄电元件200的电极端子220通过焊接来连接(接合),但也可以通过螺栓紧固等来连接(接合)。汇流条500由能够用于汇流条31的任何导电性的材料等形成。在本实施方式中,汇流条500将蓄电元件200每2个并联地连接而构成4组蓄电元件群,将该4组蓄电元件群串联地连接,但对汇流条500的连接方式不特别限定。对于汇流条500的结构的详细的说明,将后述。
汇流条罩600配置为覆盖汇流条500,是将汇流条500和其他构件绝缘的绝缘性的罩构件。在本实施方式中,汇流条罩600是覆盖多个汇流条500(510~530)地跨越该多个汇流条500而沿X轴方向延伸配置的板状的构件。汇流条罩600配置在汇流条500与第二外装体120的壁部(Y轴负方向的长侧壁120b)之间。由此,汇流条罩600将多个汇流条500与该长侧壁120b等其他构件绝缘。汇流条罩600由能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。汇流条罩600配置在和汇流条板400夹着汇流条500的位置,具有与汇流条板400嵌合的部位,由此被安装于汇流条板400并被固定。
[2蓄电元件200的说明]
接下来,对蓄电元件200的结构详细地进行说明。蓄电单元10具备的8个蓄电元件200(201~208)均具有同样的结构,因而以下进行针对1个蓄电元件200的结构的说明。图4是将本实施方式涉及的蓄电元件200分解而示出各构成要素的分解立体图。具体地,图4示出了在使图3所示的蓄电元件200为纵置(立设)的状态下将各部分解后的图。
如图4所示,蓄电元件200具备容器210、一对(正极以及负极)电极端子220和一对(正极以及负极)垫片230。在容器210的内侧容纳有一对(正极以及负极)垫片240、一对(正极以及负极)集电体250和电极体260。在容器210的内侧封入有电解液(非水电解质),但省略了图示。作为该电解液,只要不损害蓄电元件200的性能,则对其种类不特别限制,能够选择各种电解液。除上述的构成要素以外,也可以配置有配置在电极体260的侧方或下方等的间隔件、将电极体260等包入的绝缘膜或覆盖容器210的外表面的绝缘片等。
容器210是具有形成有开口的容器主体211和将容器主体211的该开口封闭的容器盖体212的长方体形状(方形或箱形)的壳体。容器210成为能够通过在将电极体260等容纳在容器主体211的内部之后由焊接等将容器主体211和容器盖体212接合来将内部密封的构造。对容器主体211以及容器盖体212的材质不特别限定,例如优选为不锈钢、铝、铝合金、铁、镀敷钢板等能够焊接的金属。
容器主体211是构成容器210的主体的矩形筒状且具备底的构件,在Y轴负方向侧形成有开口。容器主体211在Z轴方向两侧的侧面具有一对矩形状且平面状的(平坦的)长侧面211a,在X轴方向两侧的侧面具有一对矩形状且平面状的(平坦的)短侧面211b,在Y轴正方向侧具有矩形状且平面状的(平坦的)底面211c。容器盖体212是构成容器210的盖体的矩形状的板状构件,沿X轴方向延伸地配置在容器主体211的Y轴负方向上。在容器盖体212,设置有在容器210内侧的压力上升了的情况下释放该压力的气体排出阀212a以及用于向容器210的内侧注入电解液的注液部(未图示)等。
电极体260是将正极板、负极板和隔离件层叠而形成的蓄电要素(发电要素)。正极板在由铝或铝合金等金属构成的集电箔即正极基材层上形成有正极活性物质层。负极板在由铜或铜合金等金属构成的集电箔即负极基材层上形成有负极活性物质层。作为正极活性物质层以及负极活性物质层所使用的活性物质,只要能够吸藏放出锂离子,则能够适当使用公知的材料。在本实施方式中,电极体260是将极板(正极板以及负极板)绕沿X轴方向延伸的卷绕轴(与X轴方向平行的假想轴)卷绕而形成的卷绕型(所谓的纵卷型)的电极体。
在此,电极体260的极板(正极板以及负极板)沿Z轴方向层叠,因而也将Z轴方向称为层叠方向。将极板沿层叠方向层叠而形成了电极体260。电极体260通过将极板卷绕而具有沿Z轴方向排列的一对平坦部261和沿Y轴方向排列的一对弯曲部262,但上述的层叠方向是平坦部261的极板的层叠方向。平坦部261是将一对弯曲部262的端部彼此连结的平坦的部位,弯曲部262是向Y轴方向突出地弯曲成半圆形状等的部位。能够将平坦部261的平坦面所朝向的方向、或一对平坦部261的对置方向定义为上述层叠方向。因此,可以说蓄电元件201以及205沿该层叠方向排列。对于其他蓄电元件200也是同样的。也将布置蓄电元件201~204的X轴方向称为布置方向。蓄电元件201~204沿与该层叠方向交叉的布置方向布置。对于蓄电元件205~208也是同样的。
电极体260将正极板和负极板沿X轴方向相互错开而卷绕,因而正极板以及负极板在各自的错开的方向的端部不形成(涂敷)活性物质而具有基材层露出的部分(活性物质层非形成部)。电极体260在X轴方向的两端部具有端部263,端部263从平坦部261以及弯曲部262向X轴方向两侧突出,并且将正极板以及负极板的活性物质层非形成部层叠且与集电体250连接。
电极体260可以是将极板绕沿Y轴方向延伸的卷绕轴卷绕而形成的所谓的横卷型的电极体、将多个平板状的极板层叠而形成的层叠型(堆叠型)的电极体、或将极板折叠成蜿蜒状的蜿蜒型的电极体等任意形态的电极体。在横卷型的电极体的情况下,弯曲部以及与集电体的连接部(极耳)以外的平坦的部位为平坦部,在层叠型(堆叠型)以及蜿蜒型的电极体的情况下,与集电体的连接部(极耳)以外的平坦的部位为平坦部。
电极端子220是蓄电元件200的端子构件(正极端子以及负极端子),向Y轴负方向突出地配置在容器盖体212。电极端子220经由集电体250与电极体260的正极板以及负极板电连接。电极端子220由铝、铝合金、铜、铜合金等金属等的导电构件形成。
集电体250是与电极端子220和电极体260的端部263电连接的导电性的构件(正极集电体以及负极集电体)。集电体250由铝、铝合金、铜或铜合金等形成。垫片230以及240是配置在容器盖体212与电极端子220以及集电体250之间的平板状的具有绝缘性的密封构件。垫片230以及240由能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。
[3汇流条500的说明]
接下来,对汇流条500的结构详细地进行说明。图5是示出本实施方式涉及的汇流条500的结构的立体图。具体地,图5示出了汇流条500之中的X轴负方向的汇流条510以及汇流条520和该汇流条510以及520连接的蓄电元件200(201、202、205以及206)。汇流条500之中的3个汇流条510具有相同的结构,汇流条520以及530具有相同的结构,因而在图5中,省略了X轴正方向的2个汇流条510以及汇流条530的图示。
如图5所示,汇流条510具有连接部511、连接部512、连接部513、连接部514、连结部515、连结部516和连结部517。汇流条520具有连接部521、连接部522、连接部523和连结部524。
连接部511是与蓄电元件201具有的X轴正方向的电极端子223连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子223是正极的电极端子(正极端子)。连接部512配置在连接部511的Z轴负方向,是与蓄电元件205具有的X轴正方向的电极端子224连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子224是正极的电极端子(正极端子)。连接部513配置在连接部511的X轴正方向,是与蓄电元件202具有的X轴负方向的电极端子225连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子225是负极的电极端子(负极端子)。连接部514配置在连接部513的Z轴负方向,是与蓄电元件206具有的X轴负方向的电极端子226连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子226是负极的电极端子(负极端子)。
连结部515是从连接部511的X轴正方向的端缘以及连接部513的X轴负方向的端缘向Y轴负方向突出的、从Z轴方向观察为大致C字状的突出部。连结部516是从连接部512的X轴正方向的端缘以及连接部514的X轴负方向的端缘向Y轴负方向突出的、从Z轴方向观察为大致C字状的突出部。连结部517是从连结部515的Z轴负方向的端缘以及连结部516的Z轴正方向的端缘向Y轴正方向凹陷的、从X轴方向观察为大致C字状的凹部。通过这样的结构,连结部515将连接部511以及513连结,连结部516将连接部512以及514连结,连结部517将连结部515以及516连结。
连接部521是与蓄电元件201具有的X轴负方向的电极端子221连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子221是负极的电极端子(负极端子)。连接部522配置在连接部521的Z轴负方向,是与蓄电元件205具有的X轴负方向的电极端子222连接(接合)的与XZ平面平行的平板状且矩形状的部位。电极端子221是负极的电极端子(负极端子)。连接部523是从连接部522的X轴负方向的部位的Z轴正方向的端缘向Y轴负方向突出的与XY平面平行的平板状且矩形状的部位。连接部523与端子单元30具有的汇流条31的外部端子31a连接(接合)。
连结部524是从连接部521的X轴正方向的端部的Z轴负方向的端缘、以及连接部522的X轴正方向的端部的Z轴正方向的端缘向Y轴负方向突出的、从X轴方向观察为大致C字状的突出部。由此,连结部524将连接部521以及522连结。
[4端子单元30及其周围的结构的说明]
接下来,对端子单元30及其周围的结构详细地进行说明。图6是示出本实施方式涉及的端子单元30及其周围的结构的立体图以及立体剖视图。具体地,图6的(a)是示出端子单元30和形成在外装体100的第二外装体120的长侧壁120b的贯通孔125及其周围的结构的立体图。图6的(b)是示出用穿过端子单元30的中心且与YZ平面平行的面将图6的(a)所示的端子单元30切断了的情况下的结构的立体剖视图。图7是示出本实施方式涉及的端子单元30及其周围的结构的剖视图。具体地,图7示出了用穿过端子单元30的中心且与YZ平面平行的面将蓄电单元10的X轴负方向的端部切断了的情况下的剖面。
如图6以及图7所示,除具有上述的外部端子31a的汇流条31以外,端子单元30还具有绝缘构件32、端子连接部33、汇流条连接部34和安装构件35。在第二外装体120的长侧壁120b的与端子单元30对应的位置,设置有沟槽部127、4个凹部128和限制部129。在端子单元30与长侧壁120b之间配置有垫片160。
绝缘构件32覆盖汇流条31的周围,是实现汇流条31与其他构件的绝缘的绝缘性的构件。绝缘构件32以被插入于第二外装体120的长侧壁120b的贯通孔125并且从贯通孔125向外侧(Y轴负方向)突出的状态相对于长侧壁120b被安装。绝缘构件32由能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。在本实施方式中,绝缘构件32通过嵌入成形与汇流条31、端子连接部33、汇流条连接部34以及安装构件35一体化(一体形成)。绝缘构件32具有绝缘部32a、第一绝缘突出部32b、第二绝缘突出部32c和端子台32e。
绝缘部32a是配置在贯通孔125的内侧且汇流条31的周围的部位。贯通孔125的内侧是指比形成贯通孔125的环状的周壁(贯通孔125的内周,内缘)更趋向中心的部分,从Y轴方向观察,是贯通孔125的内周的内侧的部分。具体地,绝缘部32a是在汇流条31的Y轴方向中央部的X轴方向以及Z轴方向的全周范围内配置在贯通孔125的内侧且汇流条31的周围的、从Y轴方向观察为环状的部位。绝缘部32a被配置在贯通孔125的上述周壁与汇流条31之间。通过该绝缘部32a,能确保长侧壁120b与汇流条31之间的绝缘性。
第一绝缘突出部32b是从绝缘部32a沿着汇流条31向Y轴正方向突出的突出部,在第二外装体120的内侧覆盖汇流条31的Z轴正方向的面、X轴方向的两侧面以及Y轴正方向的端面。在第二外装体120的内侧,汇流条31的Z轴负方向的面从绝缘构件32露出,该露出的部位与汇流条520连接。在第一绝缘突出部32b配置有用于将汇流条31和汇流条520连接的汇流条连接部34。
如图7所示,汇流条连接部34是与接合构件34a接合来将汇流条31和汇流条520连接的接合构件。在本实施方式中,汇流条连接部34是具有内螺纹部的螺母,接合构件34a是具有外螺纹部的螺栓。接合构件34a被插入于形成在汇流条520的连接部523的贯通孔,接合构件34a的外螺纹部与汇流条连接部34的内螺纹部螺合,由此接合构件34a被固定于汇流条连接部34。由此,汇流条31和汇流条520被连接(接合)。
第二绝缘突出部32c是从绝缘部32a沿着长侧壁120b(壁部)的外表面突出的突出部。具体地,第二绝缘突出部32c在第二外装体120的外侧,从绝缘部32a向X轴方向两侧突出,并且向Z轴方向两侧突出,被安装于长侧壁120b。进一步地,具体而言,在第二绝缘突出部32c的X轴方向两端部且在Z轴方向两端部,形成有沿Y轴方向贯通的从Y轴方向观察为圆形状的4个贯通孔32d。通过在该4个贯通孔32d插入安装构件35并且将安装构件35固定于长侧壁120b的凹部128,从而将第二绝缘突出部32c安装于长侧壁120b。
安装构件35被配置在长侧壁120b(壁部)的外侧(Y轴负方向),是从长侧壁120b(壁部)的外侧(Y轴负方向)将第二绝缘突出部32c(突出部)安装在长侧壁120b(壁部)的构件。安装构件35贯通第二绝缘突出部32c(突出部)的贯通孔32d,并且被插入于形成在长侧壁120b(壁部)的外表面的凹部128,被固定在长侧壁120b(壁部)。凹部128是长侧壁120b的外表面(Y轴负方向的面)向Y轴正方向凹陷的从Y轴方向观察为圆形状的凹部。在本实施方式中,安装构件35是形成有外螺纹部的螺钉(螺栓),在凹部128形成有内螺纹部,通过安装构件35的外螺纹部与凹部128的内螺纹部螺合,从而将安装构件35固定在凹部128。由此,安装构件35将第二绝缘突出部32c(突出部)安装在长侧壁120b(侧壁)。
在长侧壁120b(壁部)与第二绝缘突出部32c(突出部)之间配置有垫片160。具体地,在长侧壁120b的贯通孔125的周围形成有沟槽部127,垫片160被配置在沟槽部127内。沟槽部127是在贯通孔125的周围的全周范围内长侧壁120b的外表面(Y轴负方向的面)向Y轴正方向凹陷而成的从Y轴方向观察为环状的沟槽部(凹部)。沟槽部127被配置在比凹部128更靠近贯通孔125的位置。沟槽部127被配置在凹部128与贯通孔125之间。因此,垫片160被配置在安装构件35与贯通孔125之间。
垫片160是从Y轴方向观察为环状的O型圈,在沟槽部127的全长范围内被配置在沟槽部127内。垫片160在长侧壁120b与第二绝缘突出部32c之间以被压缩了的状态被配置。垫片160由橡胶(天然橡胶、合成橡胶)或能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。
在长侧壁120b的比贯通孔125更靠Z轴正方向的端部,设置有限制第二绝缘突出部32c(端子单元30)向Z轴正方向移动的限制部129。限制部129是在将第二绝缘突出部32c安装于长侧壁120b时配置在第二绝缘突出部32c的Z轴正方向上的、从长侧壁120b的外表面向Y轴负方向突出的突起。在外部端子31a连接外部的导电构件时,在外部端子31a沿Z轴正方向被抬起的情况下,限制部129在Z轴方向上与第二绝缘突出部32c抵接,由此防止端子单元30浮起(向Z轴正方向移动)。
端子台32e是从绝缘部32a沿着汇流条31向Y轴负方向突出的部位,在第二外装体120的外侧,覆盖汇流条31的Z轴负方向的面、X轴方向的两侧面以及Y轴负方向的端面。在第二外装体120的外侧,汇流条31的Z轴正方向的面从绝缘构件32露出,该露出的部位作为外部端子31a而发挥功能。如此,端子台32e是在第二外装体120的外侧支承外部端子31a的基座部。在端子台32e配置端子连接部33。
端子连接部33是用于在外部端子31a连接外部的导电构件的部位。在本实施方式中,端子连接部33是具有外螺纹部的螺栓,从Z轴负方向被插入于形成在外部端子31a的贯通孔,并且从外部端子31a以向Z轴正方向突出的状态被配置。端子连接部33的Z轴负方向的端部(螺栓的头部)被埋设于端子台32e。
[5效果的说明]
如以上那样,根据本发明的实施方式涉及的蓄电装置1,设为如下的结构:在外装体100的壁部(长侧壁120b),在想要配置端子单元30的汇流条31的位置形成贯通孔125,汇流条31将贯通孔125贯通。由此,能够将汇流条31配置在希望的位置,因而能够提高汇流条31的配置位置的自由度。
在形成有贯通孔125的长侧壁120b为金属制的情况下,有长侧壁120b和汇流条31导通的担扰。因此,在外装体100具有的金属制的长侧壁120b形成贯通孔125,使汇流条31贯通于贯通孔125,在端子单元30中,在贯通孔125的内侧且在汇流条31的周围配置绝缘构件32的绝缘部32a。由此,能够实现外装体100的壁部(长侧壁120b)与汇流条31之间的绝缘性的提高,并且提高汇流条31的配置位置的自由度。
在外装体100的长侧壁120b的外侧,配置从长侧壁120b的外侧将端子单元30的绝缘构件32的第二绝缘突出部32c(突出部)安装于长侧壁120b的安装构件35。由此,能够通过安装构件35来将绝缘构件32容易地安装于长侧壁120b。因此,能够容易地实现外装体100的壁部(长侧壁120b)与汇流条31之间的绝缘性的提高,并且能够提高汇流条31的配置位置的自由度。
在通过安装构件35将端子单元30的绝缘构件32安装于外装体100的长侧壁120b时,不使安装构件35在长侧壁120b贯通,而是将安装构件35插入于形成在长侧壁120b的外表面的凹部128来将其固定在长侧壁120b。由此,不在外装体100的壁部(长侧壁120b)形成安装构件35所贯通的贯通孔,因而能够提高外装体100的密闭性。
通过在外装体100的长侧壁120b与端子单元30的绝缘构件32的第二绝缘突出部32c之间配置垫片160,从而能够提高基于绝缘构件32的外装体100的密闭性(基于绝缘构件32的长侧壁120b的贯通孔125的密封性)。通过将垫片160配置在安装构件35与长侧壁120b的贯通孔125之间,从而能够在贯通孔125的附近由垫片160来密封贯通孔125。由此,能够进一步提高基于绝缘构件32的外装体100的密闭性(基于绝缘构件32的长侧壁120b的贯通孔125的密封性)。
通过将端子单元30的绝缘构件32的第二绝缘突出部32c安装在作为外装体100的侧壁的长侧壁120b,能够抑制绝缘构件32向外装体100的高度方向突出。由此,能够抑制蓄电装置1的高度变高。
[6变形例的说明]
以上,对本发明的实施方式涉及的蓄电装置1进行了说明,但本发明不限定于该实施方式。本次公开的实施方式在所有方面均为例示,并不是限制性的,在本发明的范围内包括与专利请求的范围等同的意思以及范围内的所有变更。
在上述实施方式中,设为外装体100的第二外装体120是在Z轴负方向侧形成有开口的有底矩形筒状的构件,第一外装体110是封堵第二外装体120的该开口的扁平的矩形状的构件。然而,也可以是,第一外装体110是在Z轴正方向侧形成有开口的有底矩形筒状的构件,第二外装体120是封堵第一外装体110的该开口的扁平的矩形状的盖,还可以是其他的任何形状。
在上述实施方式中,设为第二外装体120是整体为金属制的构件,但也可以是形成有汇流条31所贯通的贯通孔125的壁部即长侧壁120b以外的部位不为金属制的结构。对于形成有贯通孔125的长侧壁120b,也可以不是金属制,而是树脂等绝缘性的构件。即,第二外装体120也可以整体是树脂等绝缘性的构件。长侧壁120b或第二外装体120能够由能够用于间隔件300的任何绝缘性的树脂材料等形成。在该情况下,在贯通孔125的内侧且在汇流条31的周围,也可以不配置绝缘部32a(绝缘构件32)。
在上述实施方式中,在端子单元30中,设为绝缘构件32的绝缘部32a在汇流条31的周围的全周范围内被配置,但也可以是不配置在汇流条31的全周之中的一部分的结构。
在上述实施方式中,设为安装构件35被插入于形成在长侧壁120b的外表面的凹部128而被固定在长侧壁120b。然而,安装构件35也可以被插入于形成在长侧壁120b的内表面的凹部而被固定在长侧壁120b,也可以被插入于形成在长侧壁120b的贯通孔而被固定在长侧壁120b。
在上述实施方式中,设为端子单元30在绝缘构件32的第二绝缘突出部32c,通过安装构件35从长侧壁120b的外侧被安装于长侧壁120b。然而,也可以不使用安装构件35,而通过嵌合、卡合、铆接或焊接(熔接)等将端子单元30安装于长侧壁120b。端子单元30也可以从长侧壁120b的内侧被安装于长侧壁120b。
在上述实施方式中,设为垫片160配置在比安装构件35更靠近贯通孔125的附近(安装构件35与贯通孔125之间),但也可以配置在比安装构件35更远离贯通孔125的位置。或,也可以是不配置垫片160的结构。
在上述实施方式中,设为形成有汇流条31所贯通的贯通孔125的壁部是第二外装体120的长侧壁120b。然而,也可以在第二外装体120的上壁120a、短侧壁120c或第一外装体110等外装体100具有的任一壁部形成贯通孔125。
蓄电装置1不需要具备上述的所有构成要素。蓄电装置1也可以不具备控制单元20、间隔件300、汇流条板400或汇流条罩600等。
将上述实施方式及其变形例所包括的构成要素任意地组合而构建的方式也包括于本发明的范围内。
本发明不仅能够作为蓄电装置1来实现,还能够作为外装体100与汇流条31的组合、或外装体100与端子单元30(汇流条31以及绝缘构件32)的组合来实现。
产业上的可利用性
本发明能够应用于具备锂离子二次电池等蓄电元件的蓄电装置。
符号说明
1 蓄电装置
21、31a 外部端子
30 端子单元
31、500、510、520、530 汇流条
32 绝缘构件
32a 绝缘部
32b 第一绝缘突出部
32c 第二绝缘突出部
32d、125 贯通孔
32e 端子台
33 端子连接部
34 汇流条连接部
34a、130、140 接合构件
35 安装构件
100 外装体
110 第一外装体
120 第二外装体
120b 长侧壁
127 沟槽部
128 凹部
129 限制部
160、230、240 垫片
200、201、202、203、204、205、206、207、208 蓄电元件
210 容器
220、221、222、223、224、225、226 电极端子
250 集电体
260 电极体
300 间隔件
400 汇流条板
600 汇流条罩。

Claims (6)

1.一种蓄电装置,具备:
蓄电元件;
外装体,容纳所述蓄电元件,具有形成有贯通孔的壁部;和
汇流条,贯通所述贯通孔。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置,其中,
所述壁部为金属制,
所述蓄电装置还具备:
绝缘构件,具有在所述贯通孔的内侧且所述汇流条的周围配置的绝缘部。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中,
所述绝缘构件还具有从所述绝缘部沿着所述壁部的外表面突出的突出部,
所述蓄电装置还具备:
安装构件,配置在所述壁部的外侧,从所述壁部的外侧将所述突出部安装在所述壁部。
4.根据权利要求3所述的蓄电装置,其中,
所述安装构件贯通所述突出部,并且被插入于形成在所述壁部的外表面的凹部而被固定在所述壁部。
5.根据权利要求3或4所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电装置还具备配置在所述壁部与所述突出部之间的垫片,
所述垫片被配置在所述安装构件与所述贯通孔之间。
6.根据权利要求3~5的任一项所述的蓄电装置,其中,
所述壁部是所述外装体的侧壁,
所述安装构件将所述突出部安装在所述侧壁。
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