DE102020131055A1

DE102020131055A1 - Drucksteuerungsventilstruktur und Spannungsspeichermodul

Info

Publication number: DE102020131055A1
Application number: DE102020131055.2A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Hamaoka; Taku Inoue; Hiromi Ueda
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-05-27
Also published as: CN112952281A; JP7226269B2; JP2021086674A; US11476538B2; CN112952281B; US20210159570A1

Abstract

Eine Drucksteuerungsventilstruktur umfasst einen Wandabschnitt (32), der eine Vielzahl von Verbindungslöchern (49) hat, eine Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten (37), die ihre zugehörigen Verbindungslöcher (49) umfassen und aus einer Wandfläche (32b) des Wandabschnitts (32) als einem proximalen Ende nach außen vorstehen, eine Vielzahl von elastischen Ventilkörpern (30), die in den rohrförmigen Abschnitten aufgenommen sind, eine Außenumfangswand (36), die die rohrförmigen Abschnitte (37) gemeinsam umgibt, sowie eine Abdeckung (31), die an der Außenumfangswand (36) fixiert ist und die elastischen Ventilkörper (30) in Richtung des Wandabschnitts (32) drückt. Die rohrförmigen Abschnitte (37) sind von der Abdeckung (31) beabstandet. Jeder der rohrförmigen Abschnitte (37) hat eine Innenwandfläche (37b), die eine geneigte Fläche (37c) umfasst, die in einer Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) nach unten geneigt ist, wobei eine Kompressionsrichtung der elastischen Ventilkörper (30) festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Drucksteuerungsventilstruktur und ein Spannungsspeichermodul.
Stand der Technik
Ein Spannungsspeichermodul, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2019-61850 gezeigt ist, ist bekannt. Dieses Spannungsspeichermodul ist mit einem Drucksteuerungsventil zum Einstellen des Drucks (Innendrucks) einer Vielzahl von Innenräumen des Spannungsspeichermoduls versehen. Der Innendruck von jedem der Innenräume kann durch das Erzeugen von Gas in jedem der Innenräume erhöht werden. Das Drucksteuerungsventil umfasst eine Vielzahl von elastischen Ventilkörpern zum Schließen einer Vielzahl von Öffnungen (Verbindungslöchern), wobei jede mit jedem der Innenräume in Verbindung ist. Die elastischen Ventilkörper sind in einem Behälter aufgenommen, in dem ein Ende der Öffnungen ausgebildet ist, wobei die elastischen Ventilkörper durch ein Abdeckungselement (Deckel) gedrückt werden, das an dem Behälter fixiert ist. Jeder der elastischen Ventilkörper, die durch das Abdeckelement gedrückt werden, schließt das eine Ende von jeder Öffnung in einem elastisch verformten Zustand. Von der Vielzahl von Innenräumen wird in dem Innenraum, in dem der Innendruck auf einen festgelegten Druck oder höher steigt, der elastische Ventilkörper durch den Druck des Gases von der Öffnung des Innenraums aus verformt, und wobei das Gas in dem Innenraum aus seiner Öffnung ausgestoßen werden kann.
Beim Einstellen des Drucks in der Vielzahl von Innenräumen des Spannungsspeichermoduls kann ein Elektrolyt in jedem Innenraum zusammen mit einem Gas, das in dem Innenraum erzeugt wird, durch sein zugehöriges Verbindungsloch ausgestoßen werden. In diesem Fall können Elektrolyte, die aus verschiedenen Verbindungslöchern ausgestoßen werden, einander berühren, was zu einem Kurzschluss durch die Elektrolyte zwischen Elektroden führen kann, die in den unterschiedlichen Innenräumen angeordnet sind.
Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, eine Drucksteuerungsventilstruktur und ein Spannungsspeichermodul bereitzustellen, die imstande sind, einen Kurzschluss zu unterdrücken, der durch den ausgestoßenen Elektrolyten verursacht wird.
Zusammenfassung
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Drucksteuerungsventilstruktur vorgesehen, die für ein Spannungsspeichermodul verwendbar ist, das eine Vielzahl von Zellen umfasst, die einen Innenraum haben, in dem eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Separator sowie ein Elektrolyt angeordnet sind. Die Drucksteuerungsventilstruktur umfasst einen Wandabschnitt, der eine Vielzahl von Verbindungslöchern hat, wobei jedes der Verbindungslöcher mit dem Innenraum in Verbindung ist, eine Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten, die ihre zugehörigen Verbindungslöcher umgeben und aus einer Wandfläche des Wandabschnitts als einem proximalen Ende nach außen vorstehen, eine Vielzahl von elastischen Ventilkörpern, wobei jeder der elastischen Ventilkörper in jedem der rohrförmigen Abschnitte aufgenommen ist und eine erste Stirnfläche sowie eine zweite Stirnfläche hat, die der ersten Stirnfläche entgegengesetzt ist, wobei die erste Stirnfläche jedes der Verbindungslöcher schließt, eine Außenumfangswand, die die Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten gemeinsam umgibt, sowie eine Abdeckung, die an der Außenumfangswand fixiert ist und die zweite Stirnfläche von jedem der elastischen Ventilkörper in Richtung des Wandabschnitts drückt. Die rohrförmigen Abschnitte sind von der Abdeckung beabstandet. Jeder der rohrförmigen Abschnitte hat eine Innenwandfläche, die eine geneigte Fläche umfasst, die in einer Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende des rohrförmigen Abschnitts zu einem distalen Ende des rohrförmigen Abschnitts nach unten geneigt ist, wobei eine Kompressionsrichtung der elastischen Ventilkörper festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ist ein Spannungsspeichermodul vorgesehen, das die Drucksteuerungsventilstruktur umfasst.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die mittels Beispiels die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:

1 eine schematische Schnittansicht ist, die eine Spannungsspeichervorrichtung zeigt, die mit einem Beispiel eines Spannungsspeichermoduls versehen ist;
2 eine schematische Schnittansicht ist, die das Beispiel des Spannungsspeichermoduls zeigt;
3 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die das Beispiel des Spannungsspeichermoduls zeigt;
4 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Teil des Beispiels des Spannungsspeichermoduls zeigt;
5 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die ein Beispiel eines Drucksteuerungsventils zeigt;
6 eine Unteransicht ist, die das Beispiel des Drucksteuerungsventils zeigt;
7 eine Draufsicht ist, die ein Beispiel eines Behälters zeigt;
8 eine Draufsicht ist, die ein Beispiel einer Abdeckung zeigt;
9 eine schematische Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Behälter und die Abdeckung zusammengebaut sind; und
10 eine schematische Schnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Behälter und die Abdeckung zusammengebaut sind.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Bei der Beschreibung der Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für dieselben oder äquivalente Teile verwendet und werden sich wiederholende Beschreibungen ausgelassen. In den Zeichnungen wird bei Bedarf ein kartesisches XYZ-Koordinatensystem gezeigt.
1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel einer Spannungsspeichervorrichtung zeigt, die ein Spannungsspeichermodul gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst. Eine Spannungsspeichervorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, wird als eine Batterie für verschiedene Fahrzeuge, wie etwa einen Gabelstapler, ein Hybridfahrzeug und ein Elektrofahrzeug verwendet. Die Spannungsspeichervorrichtung 1 umfasst einen Modulstapel 4, in dem eine Vielzahl von Spannungsspeichermodulen 2 gestapelt ist, sowie ein Zusammenpresselement 3, das eine Zusammenpresslast auf den Modulstapel 4 in der Stapelrichtung D des Modulstapels 4 aufbringt.
Der Modulstapel 4 umfasst die Vielzahl von Spannungsspeichermodulen 2 (vier Spannungsspeichermodule 2 sind in der Zeichnung gezeigt), sowie eine Vielzahl von leitenden Platten 5 (drei leitende Platten 5 sind in der Zeichnung gezeigt). Die Spannungsspeichermodule 2 sind jeweils eine Bipolarbatterie und haben eine rechteckige Gestalt, von der Stapelrichtung D aus betrachtet. Die Spannungsspeichermodule 2 sind jeweils beispielsweise eine Sekundärbatterie, wie etwa eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie und eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie als ein Beispiel beschrieben.
Zwei in der Stapelrichtung D benachbarte Spannungsspeichermodule 2 sind durch eine der leitenden Platten 5 in Reihe elektrisch verbunden. Leitende Platten P, die mit den Spannungsspeichermodulen 2 verbunden sind, sowie isolierende Platten F sind in dieser Reihenfolge an beiden Enden des Modulstapels 4 in der Stapelrichtung D gestapelt. Ein positiver Anschluss 6 ist mit einer der leitenden Platten P verbunden, und ein negativer Anschluss 7 ist mit der anderen der leitenden Platten P verbunden. Der positive Anschluss 6 und der negative Anschluss 7 sind beispielsweise aus den Randabschnitten der leitenden Platten P in der Richtung herausgezogen, die die Stapelrichtung D schneidet. Ein Laden und Entladen der Spannungsspeichervorrichtung 1 wird durch den positiven Anschluss 6 und den negativen Anschluss 7 durchgeführt.
Die leitende Platte 5, die zwischen den Spannungsspeichermodulen 2 angeordnet ist, hat in sich eine Vielzahl von Strömungspfaden 5a, durch die ein Kühlmittel, wie etwa Luft, zirkuliert. Die Strömungspfade 5a erstrecken sich beispielsweise entlang der Stapelrichtung D und einer Ziehrichtung, in der der positive Anschluss 6 und der negative Anschluss 7 herausgezogen sind, wobei die Stapelrichtung D und die Ziehrichtung einander schneiden (senkrecht zueinander sind). Die leitende Platte 5 dient als ein Verbindungselement, das die Spannungsspeichermodule 2 miteinander verbindet. Ferner dient die leitende Platte 5 auch als eine Wärmesenke, die Wärme, die in dem Spannungsspeichermodul 2 erzeugt wird, mit dem Kühlmittel dissipiert, das durch die Strömungspfade 5a zirkuliert. Obwohl in einem in 1 gezeigten Beispiel die Fläche der leitenden Platte 5 kleiner ist als die Fläche des Spannungsspeichermoduls 2, von der Stapelrichtung D aus betrachtet, kann die Fläche der leitenden Platte 5 dieselbe sein wie die Fläche des Spannungsspeichermoduls 2, oder kann größer sein als die Fläche des Spannungsspeichermoduls 2, zum Verbessern der Wärmedissipationsfähigkeit.
Das Zusammenpresselement 3 umfasst ein Paar von Stirnplatten 8, zwischen denen der Modulstapel 4 in der Stapelrichtung D zusammengedrückt ist, Verschraubungsbolzen 9 und Muttern 10, die die Stirnplatten 8 miteinander verschrauben. Die Stirnplatten 8 sind jeweils eine rechteckige Metallplatte, die eine Fläche hat, die größer ist als die Flächen des Spannungsspeichermoduls 2, der leitenden Platte 5 und der leitenden Platte P, von der Stapelrichtung D aus betrachtet. Die isolierende Platte F, die eine elektrisch isolierende Eigenschaft hat, ist zwischen der Stirnplatte 8 und der leitenden Platte P vorgesehen, sodass die Stirnplatte 8 und die leitende Platte P durch die isolierende Platte F isoliert sind.
Einsetzlöcher 8a sind in Randabschnitten von jeder der Stirnplatten 8 an Positionen ausgebildet, die außerhalb des Modulstapels 4 sind, von der Stapelrichtung D aus betrachtet. Der Verschraubungsbolzen 9 wird in das Einsetzloch 8a von einer der Stirnplatten 8 in Richtung des Einsetzlochs 8a der anderen der Stirnplatten 8 eingesetzt. Die Mutter 10 wird auf den distalen Endabschnitt des Verschraubungsbolzens 9, der aus dem Einsetzloch 8a der anderen der Stirnplatten 8 vorsteht, aufgeschraubt. Auf diese Weise werden das Spannungsspeichermodul 2, die leitende Platte 5 und die leitende Platte P zwischen den Stirnplatten 8 gehalten, was eine Einheit ausbildet, die dem Modulstapel 4 entspricht. Ferner wird eine Zusammenpresslast auf den Modulstapel 4 in der Stapelrichtung D aufgebracht.
Als nächstes wird eine Konfiguration des Spannungsspeichermoduls 2 im Einzelnen beschrieben. 2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Innenkonfiguration des Spannungsspeichermoduls zeigt. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Spannungsspeichermoduls. In den 2 und 3 hat das Spannungsspeichermodul 2 eine Struktur (eine Mehrzellenstruktur), in der eine Vielzahl von Zellen (zum Beispiel vierundzwanzig Zellen) in der Stapelrichtung D gestapelt ist. Es ist zu beachten, dass eine „Zelle“ einer minimalen Einheit entspricht, die eine Batterie darstellt, und einen Innenraum hat, in dem eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Separator und ein Elektrolyt aufgenommen sind. In einem Beispiel umfasst eine Zelle eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator, der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist, sowie ein Elektrolyt, die in dem Innenraum angeordnet sind, kann jedoch eine Zelle beispielsweise eine Vielzahl von positiven Elektroden, eine Vielzahl von negativen Elektroden, eine Vielzahl von Separatoren und ein Elektrolyt umfassen, die in dem Innenraum aufgenommen sind.
Das Spannungsspeichermodul 2 umfasst einen Modulhauptkörper 11 und eine Vielzahl von Drucksteuerungsventilen 12 (vier Drucksteuerungsventile 12 in der vorliegenden Ausführungsform), die an dem Modulhauptkörper 11 fixiert sind. Der Modulhauptkörper 11 umfasst einen Elektrodenstapel 15 sowie einen Rahmen 16, der angeordnet ist, um den Elektrodenstapel 15 zu umgeben. Der Elektrodenstapel 15 umfasst eine Vielzahl von Elektroden, die mit dazwischen angeordneten Separatoren 14 entlang der Stapelrichtung D des Spannungsspeichermoduls 2 gestapelt ist. Die Vielzahl von Elektroden umfasst eine Vielzahl von Bipolarelektroden 13, eine negative Anschlusselektrode 21 sowie eine positive Anschlusselektrode 20.
Die Bipolarelektroden 13 umfassen jeweils eine Elektrodenplatte 17, die eine Fläche 17a und eine andere Fläche 17b auf der entgegengesetzten Seite der Elektrodenplatte 17 von der einen Fläche 17a hat, eine Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode, die auf der einen Fläche 17a vorgesehen ist, sowie eine Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode, die auf der anderen Fläche 17b vorgesehen ist. Die Elektrodenplatte 17 ist mit einer Suspension (Slurry) einer positiven Elektrode beschichtet, die ein Aktivmaterial einer positiven Elektrode enthält, um die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode auszubilden. Beispielsweise wird Nickelhydroxid als das Aktivmaterial einer positiven Elektrode verwendet. Die Elektrodenplatte 17 ist mit einer Suspension (Slurry) einer negativen Elektrode beschichtet, die ein Aktivmaterial einer negativen Elektrode enthält, um eine Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode auszubilden. Beispielsweise wird eine Wasserstoffspeicherlegierung als das Aktivmaterial einer negativen Elektrode verwendet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Bereich, in dem die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode auf der anderen Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist, größer als ein Bereich, in dem die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode auf der einen Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist. In dem Elektrodenstapel 15 liegt die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode einer Bipolarelektrode 13 der Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode einer anderen Bipolarelektrode 13 gegenüber, die neben der einen Bipolarelektrode 13 auf ihrer einen Seite in der Stapelrichtung D mit dem dazwischen angeordneten Separator 14 angeordnet ist. In dem Elektrodenstapel 15 liegt die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode einer Bipolarelektrode 13 der Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode einer anderen Bipolarelektrode 13 gegenüber, die neben der einen Bipolarelektrode 13 auf ihrer anderen Seite in der Stapelrichtung D mit dem dazwischen angeordneten Separator 14 angeordnet ist.
Die negative Anschlusselektrode 21 umfasst die Elektrodenplatte 17 und die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode, die auf der anderen Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 vorgesehen ist. Die negative Anschlusselektrode 21 ist an einem Ende des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D so angeordnet, dass die andere Fläche 17b der Mitte des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D gegenüberliegt. Die eine Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 der negativen Anschlusselektrode 21 bildet eine Außenfläche des Elektrodenstapels 15 auf einer Seite in der Stapelrichtung D aus und ist mit der leitenden Platte 5 oder der leitenden Platte P (1) elektrisch verbunden, die neben dem Spannungsspeichermodul 2 auf der einen Seite angeordnet ist. Die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode, die auf der anderen Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 der negativen Anschlusselektrode 21 ausgebildet ist, liegt der Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode der Bipolarelektrode 13 gegenüber, die an dem einen Ende des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D mit dem dazwischen angeordneten Separator 14 angeordnet ist.
Die positive Anschlusselektrode 20 umfasst die Elektrodenplatte 17 und die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode, die auf der einen Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist. Die positive Anschlusselektrode 20 ist an dem anderen Ende des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D so angeordnet, dass die eine Fläche 17a der Mitte des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D gegenüberliegt. Die andere Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 der positiven Anschlusselektrode 20 bildet eine Außenfläche des Elektrodenstapels 15 auf der anderen Seite in der Stapelrichtung D aus und ist mit der leitenden Platte 5 oder der leitenden Platte P (1) elektrisch verbunden, die neben dem Spannungsspeichermodul 2 auf der anderen Seite angeordnet ist. Die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode, die auf der einen Fläche 17a der positiven Anschlusselektrode 20 ausgebildet ist, liegt der Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode der Bipolarelektrode 13 gegenüber, die an dem anderen Ende des Elektrodenstapels 15 in der Stapelrichtung D mit dem dazwischen angeordneten Separator 14 angeordnet ist.
Die Elektrodenplatte 17 ist ein Leiter, der eine Plattengestalt hat, die sich in der Horizontalrichtung erstreckt, und hat eine Flexibilität. Somit entspricht die Horizontalrichtung der Erstreckungsrichtung der Elektrodenplatte 17. Die Elektrodenplatte 17 ist beispielsweise durch eine Nickelfolie, eine beschichtete Stahlplatte oder eine beschichtete Platte aus rostfreiem Stahl vorgesehen. Ein Beispiel der Stahlplatte ist ein kaltgewalztes Kohlenstoffstahlblech (SPCC oder dergleichen), wie es in JIS G 3141:2005 definiert ist. Ein Beispiel der Platte aus rostfreiem Stahl ist ein SUS304 oder dergleichen, wie es in JIS G 4305:2015 definiert ist. Die Dicke der Elektrodenplatte 17 ist beispielsweise 0,1 µm bis 1000 µm oder weniger. Wenn die Elektrodenplatte 17 durch eine Nickelfolie vorgesehen ist, kann die Nickelfolie beschichtet sein. Die Elektrodenplatte 17 hat einen Randabschnitt 17c (den Randabschnitt der Bipolarelektrode 13), der eine rechteckige Rahmengestalt hat, und wobei der Randabschnitt 17c ein Teil ist, der mit der Suspension einer positiven Elektrode oder der Suspension einer negativen Elektrode nicht beschichtet ist.
Der Separator 14 hat beispielsweise eine Foliengestalt. Beispielsweise kann ein poröser Film, der aus einem polyolefinbasierten Harz, wie etwa Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), einem Gewebe oder einem aus Polypropylen, Methylcellulose oder dergleichen gefertigten Vliesstoff und dergleichen gefertigt ist, für den Separator 14 verwendet werden. Der Separator 14 kann mit einem Vinylidenfluoridharzverbund verstärkt werden.
Der Rahmen 16 hat eine insgesamt rechteckige Rahmengestalt und ist beispielsweise aus einem isolierenden Harz gefertigt. Der Rahmen 16 ist angeordnet, um die Randabschnitte 17c der Elektrodenplatten 17 zu umgeben, und auch die Seitenfläche 15a des Elektrodenstapels 15 zu umgeben. Der Rahmen 16 hält die Randabschnitte 17c. Der Rahmen 16 umfasst eine Vielzahl von ersten Dichtungsabschnitten 22, die mit den Randabschnitten 17c der Elektrodenplatten 17 verbunden sind, sowie einen zweiten Dichtungsabschnitt 23, der sich entlang der Stapelrichtung D erstreckt und mit den ersten Dichtungsabschnitten 22 verbunden ist. Die ersten Dichtungsabschnitte 22 und der zweite Dichtungsabschnitt 23 sind aus einem isolierenden Harz gefertigt, der alkaliresistent ist. Als ein Werkstoff für die ersten Dichtungsabschnitte 22 und den zweiten Dichtungsabschnitt 23 können beispielsweise Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), modifizierter Polyphenylenether (modifizierter PPE) und dergleichen verwendet werden.
Der erste Dichtungsabschnitt 22 ist über den gesamten Umfang des Randabschnitts 17c auf der einen Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 durchgehend vorgesehen und hat eine rechteckige Rahmengestalt, von der Stapelrichtung D aus betrachtet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Dichtungsabschnitt 22 nicht nur für die Elektrodenplatte 17 der Bipolarelektrode 13 vorgesehen, sondern auch für die Elektrodenplatte 17 der negativen Anschlusselektrode 21 und die Elektrodenplatte 17 der positiven Anschlusselektrode 20. In der negativen Anschlusselektrode 21 ist der erste Dichtungsabschnitt 22 auf dem Randabschnitt 17c der einen Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 vorgesehen, und in der Positiven Anschlusselektrode 20 ist der erste Dichtungsabschnitt 22 auf dem Randabschnitt 17c von sowohl der einen Fläche 17a als auch der anderen Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 vorgesehen.
Der erste Dichtungsabschnitt 22 ist angeordnet, um den Randabschnitt 17c der Elektrodenplatte 17 zu überlappen, um einen überlappenden Abschnitt K auszubilden. Der erste Dichtungsabschnitt 22 ist an die Elektrodenplatte 17 an dem überlappenden Abschnitt K beispielsweise mittels Ultraschall oder Thermokompression hermetisch geschweißt. Der erste Dichtungsabschnitt 22 ist beispielsweise unter Verwendung eines Films ausgebildet, der eine vorbestimmte Dicke in der Stapelrichtung D hat. Der Innenteil des ersten Dichtungsabschnitts 22 ist zwischen den Randabschnitten 17c der Elektrodenplatten 17 angeordnet, die nebeneinander in der Stapelrichtung D sind (innerhalb der Seitenfläche 15a des Elektrodenstapels 15). Der Außenteil des ersten Dichtungsabschnitts 22 erstreckt sich außerhalb des Rands der Elektrodenplatte 17 (außerhalb der Seitenfläche 15a des Elektrodenstapels 15), und wobei ein solcher Abschnitt, der sich außerhalb von diesem erstreckt, durch den zweiten Dichtungsabschnitt 23 gehalten wird. Die ersten Dichtungsabschnitte 22, die nebeneinander entlang der Stapelrichtung D sind, können voneinander beabstandet sein oder in Kontakt miteinander sein. Die Außenrandabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 22 können miteinander beispielsweise mittels Wärmeplattenschweißen verbunden sein.
In dem Elektrodenstapel 15 ist ein Stufenabschnitt 22s zum Anordnen eines Randabschnitts des Separators 14 auf der Innenrandseite des ersten Dichtungsabschnitts 22 vorgesehen, der in Innenschichten in der Stapelrichtung D angeordnet ist. Der Stufenabschnitt 22s kann durch Falten eines Außenrandabschnitts des Films, der den ersten Dichtungsabschnitt 22 ausbildet, nach innen ausgebildet werden. Der Stufenabschnitt 22s kann ausgebildet werden, indem ein Film, der eine obere Schicht ausbildet, mit einem Film, der eine untere Schicht ausbildet, überlappt wird.
Der zweite Dichtungsabschnitt 23 ist außerhalb des Elektrodenstapels 15 und der ersten Dichtungsabschnitte 22 ausgebildet und bildet eine Außenwand des Spannungsspeichermoduls 2 aus (Gehäuse). Der zweite Dichtungsabschnitt 23 ist beispielsweise durch Spritzformen eines Harzes ausgebildet und erstreckt sich über die gesamte Länge des Elektrodenstapels 15 entlang der Stapelrichtung D. Der zweite Dichtungsabschnitt 23 hat eine rechteckige Rahmengestalt, die sich in der Stapelrichtung D als seiner Axialrichtung erstreckt. Der zweite Dichtungsabschnitt 23 ist an die Außenrandabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 22 beispielsweise durch eine Wärme geschweißt, die bei dem Spritzformen erzeugt wird.
Der zweite Dichtungsabschnitt 23 hat Überhangabschnitte 23a auf entgegengesetzten Enden in der Stapelrichtung D. Einer der Überhangabschnitte 23a erstreckt sich in Richtung des Innenrandabschnitts des ersten Dichtungsabschnitts 22 an dem einen Ende des Spannungsspeichermoduls 2 in der Stapelrichtung D und ist an dem ersten Dichtungsabschnitt 22 fixiert, der an die eine Fläche 17a der Elektrodenplatte 17 geschweißt ist, die die negative Anschlusselektrode 21 ausbildet. Der andere der Überhangabschnitte 23a erstreckt sich in Richtung des Innenrandabschnitts des ersten Dichtungsabschnitts 22 an dem anderen Ende des Spannungsspeichermoduls 2 in der Stapelrichtung D und ist an dem ersten Dichtungsabschnitt 22 fixiert, der an die andere Fläche 17b der Elektrodenplatte 17 geschweißt ist, die die positive Anschlusselektrode 20 ausbildet. Die Überhanglängen der Überhangabschnitte 23a sind einander gleich, und wobei die Enden 23b der Überhangabschnitte 23a angeordnet sind, um den überlappenden Abschnitt K, in dem sich die Elektrodenplatte 17 und der erste Dichtungsabschnitt 22 überlappen, von der Stapelrichtung D aus betrachtet, zu überlappen.
Die ersten Dichtungsabschnitte 22 und der zweite Dichtungsabschnitt 23 wirken zusammen, um Innenräume V zwischen den benachbart angeordneten Elektroden auszubilden und die Innenräume V abzudichten. Genauer gesagt, der zweite Dichtungsabschnitt 23 und die ersten Dichtungsabschnitte 22 wirken zusammen, um zwischen den Bipolarelektroden 13, die nebeneinander entlang der Stapelrichtung D angeordnet sind, zwischen der negativen Anschlusselektrode 21 und der Bipolarelektrode 13, die nebeneinander entlang der Stapelrichtung D angeordnet sind, bzw. zwischen der positiven Anschlusselektrode 20 und der Bipolarelektrode 13 abzudichten, die nebeneinander entlang der Stapelrichtung D angeordnet sind. Somit sind die Innenräume V zwischen den Bipolarelektroden 13, die nebeneinander angeordnet sind, zwischen der negativen Anschlusselektrode 21 und der Bipolarelektrode 13, die nebeneinander angeordnet sind, sowie zwischen der positiven Anschlusselektrode 20 und der Bipolarelektrode 13 ausgebildet, die nebeneinander angeordnet sind. Die Innenräume V sind hermetisch geteilt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Innenraum V einem Raum, der durch die eine Fläche 17a der einen Elektrodenplatte 17, die andere Fläche 17b einer anderen Elektrodenplatte 17, die neben der einen Elektrodenplatte 17 ist, sowie den ersten Dichtungsabschnitt 22 umgeben ist. Der Innenraum V ist mit dem Elektrolyten gefüllt.
Das heißt, eine Zelle umfasst eine Elektrodenplatte 17, die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode, die auf der einen Fläche 17a der einen Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist, die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode, die auf der anderen Fläche 17b einer anderen Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist, die neben der einen Elektrodenplatte 17 angeordnet ist, den Separator 14, der zwischen der Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode und der Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode angeordnet ist, sowie den Elektrolyten. Anders gesagt, eine Zelle hat den Innenraum V zwischen den benachbart angeordneten Elektroden, der durch den ersten Dichtungsabschnitt 22 und den zweiten Dichtungsabschnitt 23 abgedichtet ist. In dem Innenraum V sind die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode, die auf der einen Fläche 17a der einen Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist, die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode, die auf der anderen Fläche 17b einer anderen Elektrodenplatte 17 ausgebildet ist, die neben der einen Elektrodenplatte 17 angeordnet ist, der Separator 14, der zwischen der Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode und der Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode angeordnet ist, sowie der Elektrolyt aufgenommen. Der Elektrolyt ist ein wässriger Elektrolyt, der eine alkalische Lösung enthält, wie etwa eine wässrige Kaliumhydroxidlösung. Der Elektrolyt ist in den Separator 14, die Aktivmaterialschicht 18 einer positiven Elektrode sowie die Aktivmaterialschicht 19 einer negativen Elektrode imprägniert. Das Spannungsspeichermodul 2 umfasst eine Vielzahl von Innenräumen V, die der Reihe nach in der Stapelrichtung D angeordnet sind (vierundzwanzig Innenräume V in dem dargestellten Beispiel). Das heißt, das Spannungsspeichermodul 2 umfasst eine Vielzahl von Zellen, die in der Stapelrichtung D angeordnet sind (vierundzwanzig Zellen in dem dargestellten Beispiel).
Bezugnehmend auf 4 bis 8 wird die Konfiguration des Drucksteuerungsventils 12, das der Drucksteuerungsventilstruktur der vorliegenden Offenbarung entspricht, beschrieben. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Teil des Spannungsspeichermoduls eines Beispiels zeigt. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Drucksteuerungsventil eines Beispiels zeigt. 6 ist eine Unteransicht des Drucksteuerungsventils eines Beispiels. 7 ist eine Draufsicht eines Behälters, der das Drucksteuerungsventil ausbildet. 8 ist eine Draufsicht einer Abdeckung, die das Drucksteuerungsventil ausbildet.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Montagebereichen 24 (vier Montagebereichen in der vorliegenden Ausführungsform) zum Montieren des Drucksteuerungsventils 12 in einem Wandabschnitt 16a vorgesehen, der den Rahmen 16 ausbildet. In einem Beispiel ist ein Drucksteuerungsventil 12 für zwei Montagebereiche 24 vorgesehen, die Seite an Seite in der Y-Richtung angeordnet sind. Der Rahmen 16 hat Durchgangslöcher 16b, die in den Montagebereichen 24 des Rahmens 16 ausgebildet sind, die sich durch die Innenräume V erstrecken (2). Jeder Montagebereich 24 ist mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 16b versehen (sechs Durchgangslöchern in der vorliegenden Ausführungsform). Die Durchgangslöcher 16b sind in zwei Reihen so angeordnet, dass jede Reihe drei Durchgangslöcher 16b (drei Durchgangslöcher in der Y-Richtung, zwei Durchgangslöcher in der Z-Richtung) in jedem Montagebereich 24 hat. Somit sind die Durchgangslöcher 16b in zwei Reihen so angeordnet, dass jede Reihe zwölf Durchgangslöcher 16b in dem Wandabschnitt 16a hat. Jedes Durchgangsloch 16b ist mit seinem zugehörigen Innenraum V der Zelle in Verbindung.
Jedes Durchgangsloch 16b hat ein Durchgangsloch 25, das in dem ersten Dichtungsabschnitt 22 vorgesehen ist, sowie ein Durchgangsloch 26, das in dem zweiten Dichtungsabschnitt 23 vorgesehen ist. Das Durchgangsloch 16b fungiert als ein Einlassloch, durch das der Elektrolyt in den Innenraum V eingespritzt wird. Nachdem der Elektrolyt eingespritzt wurde, dient das Durchgangsloch 16b als ein Strömungspfad, durch den ein Gas (z.B. Wasserstoffgas), das in dem Innenraum V erzeugt wird, strömt.
Ein Verbindungsvorsprung 27, der im Wesentlichen eine Rahmengestalt hat, ist in der Außenfläche von jedem Montagebereich 24 des zweiten Dichtungsabschnitts 23 ausgebildet. Der Verbindungsvorsprung 27 verbindet den Modulhauptkörper 11 mit dem Drucksteuerungsventil 12, und wobei der Verbindungsvorsprung 27 und das Durchgangsloch 26 zusammenwirken, um eine Vielzahl von Strömungspfaden 28 (sechs Strömungspfade 28 sind in der Zeichnung gezeigt) auszubilden, durch die ein Gas aus den Innenräumen V strömt. Somit sind die Strömungspfade 28 in zwei Reihen so angeordnet, dass jede Reihe drei Strömungspfade 28 in jedem Montagebereich 24 umfasst. Die Strömungspfade 28 haben jeweils eine rechteckige Gestalt in einem Querschnitt entlang einer Ebene, die senkrecht zu der X-Richtung ist. Der Verbindungsvorsprung 27 hat eine Gittergestalt, von der X-Richtung aus betrachtet.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, umfasst das Drucksteuerungsventil 12 einen Behälter 29, eine Vielzahl von Ventilkörpern 30 (zwölf Ventilkörper 30 sind in der Zeichnung gezeigt) sowie eine Abdeckung 31. Der Behälter 29 ist aus einem Harz, wie etwa PP, PPS oder modifiziertem PPE gefertigt. Der Behälter 29 hat im Wesentlichen eine rechteckige Gestalt, aus der gegenüberliegenden Richtung betrachtet, in der der Behälter 29 der Abdeckung 31 gegenüberliegt. Die gegenüberliegende Richtung entspricht einer Montagerichtung, in der das Drucksteuerungsventil 12 an dem Modulhauptkörper 11 (Wandabschnitt 16a) montiert wird, und auch einer Kompressionsrichtung des Ventilkörpers 30, die nachstehend beschrieben wird. Das Drucksteuerungsventil 12 ist an dem Modulhauptkörper 11 in einer Richtung montiert, die senkrecht zu dem Wandabschnitt 16a ist. Somit stimmt die gegenüberliegende Richtung mit der X-Richtung überein.
Der Behälter 29 hat einen Bodenwandabschnitt 32 (Wandabschnitt). Der Bodenwandabschnitt 32 hat eine Vielzahl von Durchgangslöchern 33 (zwölf Durchgangslöcher 33 sind in der Zeichnung gezeigt), die sich von einer Außenwandfläche 32a des Bodenwandabschnitts 32 auf der Seite des Modulhauptkörpers 11 zu einer Innenwandfläche 32b (Wandfläche) des Bodenwandabschnitts 32 auf der Seite der Abdeckung 31 in der gegenüberliegenden Richtung erstreckt. Die Durchgangslöcher 33 sind mit ihren zugehörigen Durchgangslöchern 16b des Modulhauptkörpers 11 durch einen Raum verbunden. Somit wirken das Durchgangsloch 33 und das Durchgangsloch 16b zusammen, um ein Verbindungsloch 49 auszubilden, das mit dem Innenraum V in Verbindung ist, der in dem Modulhauptkörper 11 ausgebildet ist. Anders gesagt, die Durchgangslöcher 33 und die Durchgangslöcher 16b bilden einen Abschnitt des Verbindungslochs 49 aus. Das Durchgangsloch 33 entspricht einem Auslass des Verbindungslochs 49 und hat eine kreisförmige Gestalt im Querschnitt entlang einer Ebene, die sich senkrecht zu der X-Richtung erstreckt (Y-Z-Ebene) (siehe 6).
Wie in 6 gezeigt ist, sind paarweise Verbindungsvorsprünge 34, die im Wesentlichen eine Rahmengestalt haben, in der Außenwandfläche 32a des Bodenwandabschnitts 32 ausgebildet. Die paarweisen Verbindungsvorsprünge 34 sind mit einem Abstand in der Y-Richtung beabstandet, der dem Abstand zwischen den Verbindungsvorsprüngen 27 entspricht. Die paarweisen Verbindungsvorsprünge 34 verbinden den Modulhauptkörper 11 mit dem Drucksteuerungsventil 12 und bilden eine Vielzahl von Strömungspfaden 35 aus (zwölf Strömungspfade 35 sind in der Zeichnung gezeigt), durch die ein Gas aus den Innenräumen V strömt. Die Verbindungsvorsprünge 34 sind mit den Verbindungsvorsprüngen 27 des Modulhauptkörpers 11 verbunden. Die Verbindungsvorsprünge 34 haben jeweils eine Gestalt und Maße, die jedem der Verbindungsvorsprünge 27 entsprechen. Somit haben die Strömungspfade 35 jeweils eine rechteckige Gestalt im Querschnitt entlang der Ebene (Y-Z-Ebene), die sich senkrecht zu der X-Richtung erstreckt. Ferner haben die Verbindungsvorsprünge 34 jeweils eine Gittergestalt, aus der X-Richtung betrachtet. Der Modulhauptkörper 11 und das Drucksteuerungsventil 12 sind beispielsweise durch Wärmeplattenschweißen verbunden. Genauer gesagt, eine erwärmte Platte wird zwischen dem Modulhauptkörper 11 und dem Drucksteuerungsventil 12 angeordnet, und anschließend werden die Enden der Verbindungsvorsprünge 27 und der Verbindungsvorsprünge 34 mit der erwärmten Platte in Kontakt gebracht, sodass die Enden der Verbindungsvorsprünge 27 und der Verbindungsvorsprünge 34 geschmolzen werden. Danach werden die Verbindungsvorsprünge 27 und 34 verschweißt (verbunden), indem die Enden der Verbindungsvorsprünge 34 gegen die Enden der Verbindungsvorsprünge 27 gedrückt werden, während die Verbindungsvorsprünge 27 und die Verbindungsvorsprünge 34 geschmolzen sind.
Infolgedessen werden der Modulhauptkörper 11 und das Drucksteuerungsventil 12 verbunden.
Wie in den 4, 5 und 7 gezeigt ist, hat der Behälter 29 einen Außenumfangswandabschnitt 36 und Trennwandabschnitte (rohrförmige Abschnitte) 37, wobei beide aus dem Bodenwandabschnitt 32 in Richtung der Abdeckung 31 vorstehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Außenumfangswandabschnitt 36 und die Trennwandabschnitte 37 mit dem Bodenwandabschnitt 32 einstückig ausgebildet. Der Außenumfangswandabschnitt 36 ist aus dem Randabschnitt der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 stehend so ausgebildet, dass der Außenumfangswandabschnitt 36 die Vielzahl von Ventilkörpern 30 (zwölf Ventilkörper 30 sind in der Zeichnung gezeigt) gemeinsam umgibt. Genauer gesagt, der Außenumfangswandabschnitt 36 ist sich über den gesamten Umfang des Außenumfangsrandabschnitts des Bodenwandabschnitts 32 erstreckend ausgebildet und bildet die Außenwand des Behälters 29 aus. Genauer gesagt, der Außenumfangswandabschnitt 36 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Rahmengestalt entlang des Außenumfangsrandabschnitts des Bodenwandabschnitts 32, von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet, ausgebildet.
Die Trennwandabschnitte 37 sind jeweils aus der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 als seinem proximalen Ende stehend ausgebildet, um eine Seitenfläche 30c von jedem Ventilkörper 30 abzudecken. In einem Beispiel bilden die Trennwandabschnitte 37 jeweils einen Aufnahmeraum S1 einer im Wesentlichen säulenförmigen Gestalt (genauer gesagt, einer Gestalt eines kreisförmigen Kegelstumpfs) aus, der einen Ventilkörper 30 aufnimmt. Das heißt, die Trennwandabschnitte 37 haben jeweils eine rohrförmige Gestalt, die im Wesentlichen eine kreisförmige Gestalt im Querschnitt haben. Es ist zu beachten, dass die Trennwandabschnitte 37 jeweils nicht notwendigerweise unabhängig eine rohrförmige Gestalt haben müssen, solange wie die Trennwandabschnitte 37 jeweils einen im Wesentlichen säulenförmigen Raum in sich zum Aufnehmen eines elastischen Ventilkörpers ausbilden können, der sich in der X-Richtung erstreckt. In der vorliegenden Ausführungsform umgeben der Trennwandabschnitt 37 und ein Teil des Außenumfangswandabschnitts 36 die Seitenfläche 30c des Ventilkörpers 30, um den Aufnahmeraum S1 auszubilden. Ferner sind in der vorliegenden Ausführungsform ein Trennwandabschnitt 37, in dem ein Ventilkörper 30 aufgenommen ist, und ein anderer Trennwandabschnitt 37, in dem ein anderer Ventilkörper 30, der neben dem einen Ventilkörper 30 angeordnet ist, aufgenommen ist, einstückig ausgebildet. Auf diese Weise können die Trennwandabschnitte 37, die in sich verschiedene Ventilkörper 30 aufnehmen, einen gemeinsamen Abschnitt haben. Es ist zu beachten, dass die Außenumfangsflächen der Trennwandabschnitte 37 voneinander beabstandet sein können, und von der Innenwandfläche 36b des Außenumfangswandabschnitts 36 beabstandet sein können.
In der vorliegenden Ausführungsform ist bezüglich der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 die Stirnfläche 36a des Außenumfangswandabschnitts 36 auf der Seite der Abdeckung 31 an einer Position angeordnet, die höher ist als die Stirnflächen 37a der Trennwandabschnitte 37 auf der Seite der Abdeckung 31 in der gegenüberliegenden Richtung. Somit ist in einem Zustand, in dem die Abdeckung 31 an dem Behälter 29 fixiert ist, die Abdeckung 31 mit der Stirnfläche 36a des Außenumfangswandabschnitts 36 in Kontakt, jedoch sind die Abdeckung 31 und die Stirnflächen 37a der Trennwandabschnitte 37 voneinander beabstandet. Somit ist ein Raum S2 zwischen der Abdeckung 31 und den Stirnflächen 37a der Trennwandabschnitte 37 ausgebildet. Der Raum S2 dient als ein Strömungspfad eines Gases, das in das Innere des Drucksteuerungsventils 12 aus den Innenräumen V strömt.
Der Ventilkörper 30 (elastische Ventilkörper) ist in dem Aufnahmeraum S1 aufgenommen, um das Durchgangsloch 33 zu schließen. Der Ventilkörper 30 ist ein säulenförmiges Element, das aus einem elastischen Element, wie etwa Gummi, ausgebildet ist. Der Ventilkörper 30 umfasst eine erste Stirnfläche 30a, die das Durchgangsloch 33 auf der Seite der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 schließt, eine zweite Stirnfläche 30b, die der ersten Stirnfläche 30a entgegengesetzt ist, sowie eine Seitenfläche 30c, die die erste Stirnfläche 30a und die zweite Stirnfläche 30b verbindet. Die zweite Stirnfläche 30b ist eine Fläche, die durch die Abdeckung 31 gedrückt wird. Der Ventilkörper 30 schließt das Durchgangsloch 33 mit der ersten Stirnfläche 30a, die gegen die Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 gedrückt wird. Der Ventilkörper 30 öffnet und schließt das Durchgangsloch 33 in Abhängigkeit des Drucks in dem Innenraum V. Ein Spalt G ist zwischen der Seitenfläche 30c des Ventilkörpers 30 und der Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 oder der Seitenfläche 30c des Ventilkörpers 30 und der Innenwandfläche 36b des Außenumfangswandabschnitts 36 ausgebildet.
Wie in den 5 und 7 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 38 zum Positionieren des Ventilkörpers 30 in der Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 ausgebildet. Die Vorsprungsabschnitte 38 stehen aus der Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 radial nach innen vor. Das heißt, der Vorsprungsabschnitt 38 steht in Richtung der Mitte des Aufnahmeraums S1 aus der Innenwandfläche 37b vor. Die Vorsprungsabschnitte 38 erstrecken sich über die gesamte Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 entlang der Richtung, in der sich die Mittelachse des Durchgangslochs 33 erstreckt (X-Achsenrichtung). Die Vorsprungsabschnitte 38 sind eingerichtet, um mit der Seitenfläche 30c des Ventilkörpers 30 in Kontakt angeordnet zu sein. Mit den Vorsprungsabschnitten 38, die in Kontakt mit dem Ventilkörper 30 angeordnet sind, können der Mittelabschnitt des Ventilkörpers und die Mittelachse des Durchgangslochs 33 miteinander übereinstimmen. Die Vorsprungsabschnitte 38 begrenzen die Verlagerung des Ventilkörpers 30 in einem bestimmten Bereich. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 38 (sechs Vorsprungsabschnitte 38 sind in der Zeichnung gezeigt), die mit konstanten Abständen um die Mittelachse des Durchgangslochs 33 beabstandet sind, in der Innenwandfläche 37b von jedem Trennwandabschnitt 37 ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel sind die sechs Vorsprungsabschnitte 38, die zwei Vorsprungsabschnitte 38 umfassen, die auf einer Linie entlang der Z-Achse ausgebildet sind, die durch die Mitte des Durchgangslochs 33 verläuft (d.h., der Position von 6 Uhr und der Position von 12 Uhr), voneinander um 60 Grad beabstandet, von der X-Richtung aus betrachtet.
Wie in 7 gezeigt ist, ist ein Dichtungsabschnitt 39 (Vorsprung), der aus der Innenwandfläche 32b nach außen vorsteht, in der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 in dem Aufnahmeraum S1 ausgebildet. Das heißt, der Dichtungsabschnitt 39 ist durch den Trennwandabschnitt 37 umgeben, von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet. Ferner ist eine Vielzahl von Dichtungsabschnitten 39 durch den Außenumfangswandabschnitt 36 gemeinsam umgeben. Wie vorstehend beschrieben wurde, weil ein Drucksteuerungsventil 12 an den zwei Montagebereichen 24 bei der Konfiguration des einen Beispiels befestigt ist, sind die Dichtungsabschnitte 39 auf einer Seite und der anderen Seite der Mitte in der Y-Richtung getrennt angeordnet. Die Trennwandabschnitte 37, die die Dichtungsabschnitte 39 umgeben, die auf der einen Seite der Mitte in der Y-Richtung angeordnet sind, und die Trennwandabschnitte 37, die die Dichtungsabschnitte 39 umgeben, die auf der anderen Seite der Mitte in der Y-Richtung angeordnet sind, sind voneinander in der Mitte in der Y-Richtung beabstandet. Ferner ist die Vielzahl von Durchgangslöchern 33 auch so angeordnet, dass die Durchgangslöcher 33, die niedriger als die Mitte in der Z-Richtung ausgebildet sind, und die Durchgangslöcher 33, die höher als die Mitte in der Z-Richtung ausgebildet sind, abwechselnd entlang der Y-Richtung angeordnet sind. Daher sind die Dichtungsabschnitte 39, die nebeneinander in der Y-Richtung angeordnet sind, an Positionen angeordnet, die in der Z-Richtung voneinander versetzt sind. Ferner sind die Trennwandabschnitte 37 an Positionen angeordnet, die in der Y-Richtung (Querrichtung) voneinander versetzt sind. In einem Beispiel kann der Abstand zwischen der Achse von einem der Trennwandabschnitte 37 (einer Linie, die sich in der X-Richtung durch die Mitte des Durchgangslochs 33 erstreckt) und der Achse des anderen der Trennwandabschnitte 37 der zwei benachbart angeordneten Trennwandabschnitte 37 in der Y-Richtung größer sein als der Radius des Trennwandabschnitts 37.
Der Dichtungsabschnitt 39 ist mit der ersten Stirnfläche 30a des Ventilkörpers 30, die gegen den Dichtungsabschnitt 39 gedrückt ist, in Kontakt angeordnet, sodass ein Freiraum zwischen dem Durchgangsloch 33 und dem Spalt G durch den Dichtungsabschnitt 39 geöffnet und geschlossen werden kann. Der Dichtungsabschnitt 39 ist ausgebildet, um ein offenes Ende des Durchgangslochs 33 an der Innenwandfläche 32b zu umgeben. Der Dichtungsabschnitt 39 ist in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet, die sich entlang des Randabschnitts des Durchgangslochs 33 um die Mittelachse des Durchgangslochs 33 erstreckt. Der Dichtungsabschnitt 39 ist ausgebildet, um den gesamten Umfang des Durchgangslochs 33 ohne einen Spalt zu umgeben. Entsprechend ist der Dichtungsabschnitt 39 mit der ersten Stirnfläche 30a des Ventilkörpers 30 ohne einen Spalt in Kontakt, wobei dadurch eine Luftdichtheit sichergestellt wird.
Wie in den 5 und 7 gezeigt ist, hat der Behälter 29 Verbindungswandabschnitte 40, an die (mit der) der Randabschnitt der Abdeckung 31, der sich entlang von einem Paar Einbuchtungen 31a (die nachstehend beschrieben werden) erstreckt, die in der Abdeckung 31 ausgebildet sind, geschweißt (verbunden) ist. In einem Beispiel sind die Verbindungswandabschnitte 40 an den entgegengesetzten Ecken in einer Diagonalrichtung ausgebildet, von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet. Die Verbindungswandabschnitte 40 sind mit dem Außenumfangswandabschnitt 36 einstückig ausgebildet. Stirnflächen 40a der Verbindungswandabschnitte 40 auf der Seite der Abdeckung 31 sind in derselben Ebene mit der Stirnfläche 36a des Außenumfangswandabschnitts 36 ausgebildet.
Die Abdeckung (Deckel) 31 ist ein plattenartiges Element, das die Öffnung des Behälters 29 schließt. Die Abdeckung 31 ist aus einem Harz, wie etwa PP, PPS oder modifiziertem PPE gefertigt. In einem Beispiel kann die Abdeckung 31 durch Spritzformen ausgebildet sein. Wie in 8 gezeigt ist, ist das Paar von Einbuchtungen 31a in der Abdeckung 31 ausgebildet, das den Verbindungswandabschnitten 40 des Behälters 29 entspricht. Eine Position eines Abschnitts eines Außenumfangsrandabschnitts der Abdeckung 31, der von dem Randabschnitt entlang der Einbuchtungen 31a verschieden ist, entspricht im Wesentlichen einer Position des Außenumfangsrandabschnitts des Behälters 29 (des Außenrandabschnitts des Außenumfangswandabschnitts 36), von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet.
Die Abdeckung 31 ist mit der offenen Stirnfläche des Behälters 29 mittels Schweißen verbunden. Genauer gesagt, Abschnitte des Randabschnitts 42 der Abdeckung 31 entlang der Einbuchtungen 31a sind mit den Stirnflächen 40a der Verbindungswandabschnitte 40 verschweißt, wobei ein Abschnitt des Randabschnitts 42, der von seinem Abschnitt entlang der Einbuchtung 31a verschieden ist, mit der Stirnfläche 36a des Außenumfangswandabschnitts 36 verschweißt ist. Der Randabschnitt 42 der Abdeckung 31 ist mit der offenen Stirnfläche des Behälters 29 beispielsweise durch Ultraschallschweißen verbunden.
Die Abdeckung 31 hat eine Ausstoßöffnung 41, durch die ein Gas in dem Drucksteuerungsventil 12 zu der Außenseite des Drucksteuerungsventils 12 ausgestoßen wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Ausstoßöffnung 41 als ein Beispiel, das eine rechteckige Gestalt hat, in der Mitte der Abdeckung 31 in der Y-Richtung vorgesehen. Die Ausstoßöffnung 41 ist angeordnet, um den Ventilkörper 30, von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet, nicht zu überlappen. Die Ausstoßöffnung 41 ist beispielsweise in einer rechteckigen Gestalt ausgebildet, von der gegenüberliegenden Richtung aus betrachtet.
Die Abdeckung 31 hat eine ebene Innenfläche 43, die die zweite Stirnfläche 30b des Ventilkörpers 30 drückt. Jeder Ventilkörper 30 wird durch die Innenfläche 43 in Richtung seines zugehörigen Dichtungsabschnitts 39 zusammengedrückt. In einem Beispiel kann die Innenfläche 43 der Abdeckung 31 einem Bereich entsprechen, der durch den Randabschnitt 42 der Abdeckung 31 umgeben ist. Die Abdeckung 31 hat einen Verstärkungsabschnitt 50 zum Verstärken der Abdeckung 31 in einer Außenfläche 45, die der Innenfläche 43 entgegengesetzt ist. In einem Beispiel ist die Abdeckung 31 teilweise dick gefertigt, um den Verstärkungsabschnitt 50 auszubilden. In dem dargestellten Beispiel ist gezeigt, dass der Verstärkungsabschnitt 50 eine Vielzahl von Verstärkungsabschnitten 51 umfasst, die sich in der Z-Richtung (der ersten Richtung) erstrecken, sowie ein Paar von Verstärkungsabschnitten 52, die sich in der Y-Richtung (der zweiten Richtung) erstrecken. Ferner ist ein Verstärkungsabschnitt 53 entlang jeder der Einbuchtungen 31a in dem gezeigten Beispiel ausgebildet.
Nachfolgend wird ferner die Konfiguration des Drucksteuerungsventils 12 unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben. 9 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Behälter und die Abdeckung zusammengebaut sind. 9 ist eine Schnittansicht, die entlang der Position des Durchgangslochs, das über der Mitte des Drucksteuerungsventils 12 in der Z-Richtung ausgebildet ist. 10 ist eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Behälter und die Abdeckung zusammengebaut sind. 10 ist eine Schnittansicht entlang der Position der Ausstoßöffnung, die in der Abdeckung ausgebildet ist. In 9 und 10 ist der Ventilkörper 30 ausgelassen.
Wie in 9 gezeigt ist, ist eine geneigte Fläche 37c in der Innenwandfläche 37b von jedem der Trennwandabschnitte 37 ausgebildet, und wobei die geneigte Fläche 37c in der Schwerkraftrichtung (Z-Richtung) von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende des Trennwandabschnitts 37 nach unten geneigt ist, wobei die Innenwandfläche 37b entlang der Kompressionsrichtung (X-Richtung) des Ventilkörpers 30 horizontal angeordnet ist. In einem Beispiel hat die Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 eine umgekehrte konische Gestalt, wobei sich ihr Durchmesser in Richtung des distalen Endes von dem proximalen Ende vergrößert. Infolgedessen bildet in einem Zustand, in dem die X-Richtung und die Y-Richtung wie gezeigt auf derselben Ebene angeordnet sind, ein Abschnitt der Fläche der Innenwandfläche 37b, der ihre untere Seite ausbildet, die geneigte Fläche 37c, die in der Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende in Richtung des distalen Endes nach unten geneigt ist. Ferner ist eine Fläche der Innenwandfläche 37b, die ihre obere Seite ausbildet, von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende nach oben geneigt. In einem Zustand, in dem die X-Richtung und die Y-Richtung auf derselben Ebene angeordnet sind, ist der Winkel der geneigten Fläche 37c bezüglich der horizontalen Fläche auf den Winkel festgelegt, der es einem Elektrolyten, der aus dem Durchgangsloch 33 ausgestoßen wird, ermöglicht, in Richtung der Abdeckung 31 zu strömen, beispielsweise auf etwa 0,1 Grad bis 5 Grad.
Wie gezeigt ist, ist die Höhe des vorstehenden Abschnitts 38 aus der Innenwandfläche 37b von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Trennwandabschnitts 37 konstant. Daher sind die vorstehenden Abschnitte 38, die in der Innenwandfläche 37b ausgebildet sind (sechs vorstehende Abschnitte sind in der Zeichnung gezeigt) so angeordnet, dass sich der Abstand zwischen den vorstehenden Abschnitten 38 von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Trennwandabschnitts 37 erhöht. Ferner ist in einem Zustand, in dem die X-Richtung und die Y-Richtung auf derselben Ebene angeordnet sind, der vorstehende Abschnitt 38, der auf der unteren Seite (z.B. 6 Uhr-Position) angeordnet ist, in Richtung der Abdeckung 31 nach unten geneigt.
Ferner ist eine Bodenfläche 36c in der Innenwandfläche 36b des Außenumfangswandabschnitts 36 zwischen der Stirnfläche 37a des Trennwandabschnitts 37 und der Abdeckung 31 in der Kompressionsrichtung ausgebildet. Wenn die geneigte Fläche 37c so angeordnet ist, dass die geneigte Fläche 37c in der Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende des Trennwandabschnitts 37 zu seinem distalen Ende nach unten geneigt ist, ist die Bodenfläche 36c in der Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende (in Richtung der Abdeckung 31) nach unten geneigt. In dem Zustand, in dem die X-Richtung und die Y-Richtung auf derselben Ebene angeordnet sind, ist der Winkel der geneigten Fläche 37c bezüglich der horizontalen Fläche auf den Winkel festgelegt, der es einem Elektrolyten, der aus dem Inneren des Trennwandabschnitts 37 ausgestoßen wird, ermöglicht, in Richtung der Abdeckung 31 zu strömen, beispielsweise auf etwa 0,1 Grad bis 5 Grad. In einem Beispiel kann der Winkel der Bodenfläche 36c derselbe sein wie der Winkel der geneigten Fläche 37c.
Wie in 10 gezeigt ist, dient die Ausstoßöffnung 41, die in der Abdeckung 31 ausgebildet ist als eine Öffnung, die eine Verbindung zwischen dem Raum S2, der durch den Außenumfangswandabschnitt 36 umgeben ist, und der Außenseite der Abdeckung 31 bereitstellt. In einem Beispiel des Drucksteuerungsventils 12 dient die Ausstoßöffnung 41 als eine Ausstoßöffnung für einen Elektrolyten, der aus dem Durchgangsloch 33 ausgestoßen wird, sowie für ein Gas, das aus dem Durchgangsloch 33 ausgestoßen wird. Wenn die geneigte Fläche 37c so angeordnet ist, dass die geneigte Fläche 37c in der Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende des Trennwandabschnitts 37 zu seinem distalen Ende nach unten geneigt ist, ist die untere Stirnfläche 41a der Ausstoßöffnung 41 an der oder niedriger als die Position des Rands der Bodenfläche 36c auf der Seite der Abdeckung 31 angeordnet. In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich die untere Stirnfläche 41a der Ausstoßöffnung 41 entlang der Y-Richtung und ist auf derselben Ebene mit dem Rand der Bodenfläche 36c der Seite der Abdeckung 31 angeordnet. Die Ausstoßöffnung 41 kann beispielsweise in der Gestalt einer Einbuchtung ausgebildet sein.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Struktur des Drucksteuerungsventils 12 ist in jedem der Vielzahl von Ventilkörpern 30 die erste Stirnfläche 30a in Kontakt mit dem Dichtungsabschnitt 39 angeordnet, der das Durchgangsloch 33 (Verbindungsloch 49) umgibt, wobei die zweite Stirnfläche 30b des Ventilkörpers 30 durch die Abdeckung 31 gedrückt wird. Dies ordnet die erste Stirnfläche 30a des Ventilkörpers 30 und den Dichtungsabschnitt 39 in einem engen Kontakt an, sodass das Durchgangsloch 33 durch dessen zugehörigen Ventilkörper 30 geschlossen werden kann. Das Durchgangsloch 33 des Behälters 29 ist mit dem Innenraum V des Modulhauptkörpers 11 durch das Durchgangsloch 26 des zweiten Dichtungsabschnitts 23 und das Durchgangsloch 25 des ersten Dichtungsabschnitts 22 in Verbindung. Wenn der Druck in dem Innenraum V niedriger ist als ein festgelegter Druck, wird ein geschlossener Ventilzustand, in dem das Durchgangsloch 33 durch den Ventilkörper 30 geschlossen ist, aufrechterhalten. Wenn der Druck in dem Innenraum V größer ist als der festgelegte Druck, wird der Ventilkörper 30 elastisch verformt, um von dem Bodenwandabschnitt 32 getrennt zu sein, was zu einem Ventilöffnungszustand führt, in dem das Schließen des Durchgangslochs 33 aufgehoben wird. Infolgedessen strömt ein Gas aus dem Innenraum V zu dem Raum S2, der zwischen dem Trennwandabschnitt 37 und der Abdeckung 31 ausgebildet ist, durch den Spalt G (Aufnahmeraum S1) zwischen der Seitenfläche 30c des Ventilkörpers 30 und der Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37. Dann wird das Gas aus dem Raum S2 zu der Außenseite des Drucksteuerungsventils 12 durch die Ausstoßöffnung 41 ausgestoßen.
Beim Einstellen des Innendrucks des Modulhauptkörpers 11 kann das Gas, das in dem Innenraum V erzeugt wird, zu dem Aufnahmeraum S1 des Trennwandabschnitts 37 durch das Durchgangsloch 33 ausgestoßen werden, und kann der Elektrolyt in dem Innenraum V auch zu dem Aufnahmeraum S1 durch das Durchgangsloch 33 ausgestoßen werden. In diesem Fall können die Elektroden durch die Elektrolyten kurzgeschlossen werden, wenn die zwei Verbindungslöcher gleichzeitig in dem offenen Ventilzustand sind, wenn die Elektrolyten, die aus den zwei Verbindungslöchern ausgestoßen werden, miteinander in Kontakt gelangt.
Bei der vorstehend beschriebenen Drucksteuerungsventilstruktur strömt der Elektrolyt, der zu dem Aufnahmeraum S1 ausgestoßen wird, entlang der geneigten Fläche 37c, die in der Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 ausgebildet ist, und wird zu der Außenseite des Aufnahmeraums S1 durch den Spalt zwischen dem Trennwandabschnitt 37 und der Abdeckung 31 in einem Zustand ausgestoßen, in dem die Stapelrichtung der Elektroden mit der vertikalen Richtung übereinstimmt und sich die Kompressionsrichtung des Ventilkörpers 30 horizontal erstreckt. Dies verhindert, dass der Elektrolyt in dem Aufnahmeraum S1 verbleibt, um den Kurzschluss der Elektroden, die den Durchgangslöchern 33 entsprechen, durch die Elektrolyten zu unterdrücken.
Ferner hat der Aufnahmeraum S1 eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt im Querschnitt und ist die Innenwandfläche 37b des Trennwandabschnitts 37 in einer umgekehrt verjüngten Gestalt ausgebildet, bei der sich der Durchmesser der Innenwandfläche 37b von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende vergrößert. Entsprechend dieser Konfiguration bildet die untere Fläche der Innenwandfläche 37b die geneigte Fläche 37c aus, wenn die Kompressionsrichtung des Ventilkörpers 30 (X-Richtung) festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken. In diesem Fall ist die geneigte Fläche 37c in Richtung der Abdeckung 31 auch in einem Zustand nach unten geneigt, in dem die Y-Richtung des Drucksteuerungsventils 12 nicht festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken.
Ferner sind die Trennwandabschnitte 37 an Positionen angeordnet, die in der Y-Richtung voneinander versetzt sind. Das heißt, die Trennwandabschnitte 37 sind so angeordnet, dass die Trennwandabschnitte 37 in der Querrichtung, von der Kompressionsrichtung aus betrachtet, voneinander versetzt sind, wenn die geneigte Fläche 37c so angeordnet ist, dass die geneigte Fläche 37c in der Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende des Trennwandabschnitts 37 zu dem distalen Ende des Trennwandabschnitts 37 nach unten geneigt ist. Gemäß dieser Konfiguration überlappen zwei benachbart angeordnete Trennwandabschnitte 37 einander nicht in der vertikalen Richtung. Das heißt, diese Konfiguration verhindert, dass der Elektrolyt aus dem Trennwandabschnitt 37, der über der Mitte in der Z-Richtung angeordnet ist, zu dem Trennwandabschnitt 37 ausgestoßen wird, der unter der Mitte in der Z-Richtung angeordnet ist. Insbesondere in einem Fall, in dem von zwei benachbart angeordneten Trennwandabschnitten 37 der Abstand zwischen der Achse von einem der Trennwandabschnitte 37 und der Achse des anderen der Trennwandabschnitte 37 in der Y-Richtung größer ist als der Radius des Trennwandabschnitts 37, überlappt die Position des Bodenendes des oberen Trennwandabschnitts 37 den unteren Trennwandabschnitt 37 in der Y-Richtung nicht. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass der Elektrolyt, der aus dem oberen Trennwandabschnitt 37 ausgestoßen wird, zu der Bodenfläche 36c strömt, ohne durch den unteren Trennwandabschnitt 37 zu strömen.
Ferner hat die Innenwandfläche 36b des Außenumfangswandabschnitts 36 die Bodenfläche 36c, die zwischen dem Trennwandabschnitt 37 und der Abdeckung 31 in der Kompressionsrichtung ausgebildet ist. Gemäß dieser Konfiguration kann der Elektrolyt, der aus dem Spalt zwischen dem Trennwandabschnitt 37 und der Abdeckung 31 zu der Bodenfläche 36c ausgestoßen wird, in einer Richtung, wobei er sich von der Stirnfläche 37a des Trennwandabschnitts 37 trennt, entlang der Neigung der Bodenfläche 36c strömen. Weil der ausgestoßene Elektrolyt von der Stirnfläche 37a einfach getrennt wird, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Verbindung zwischen den verschiedenen Durchgangslöchern 33 durch den Elektrolyten auftritt.
Die Ausstoßöffnung 41 ist in der Abdeckung 31 als eine Öffnung ausgebildet, die eine Verbindung zwischen dem Raum S2, der durch den Außenumfangswandabschnitt 36 umgeben ist, und der Außenseite des Drucksteuerungsventils 12 bereitstellt. Wenn die geneigte Fläche 37c so angeordnet ist, dass die geneigte Fläche 37c von dem proximalen Ende, an dem die geneigte Fläche 37c mit der Innenwandfläche 32b des Bodenwandabschnitts 32 verbunden ist, zu dem distalen Ende nach unten geneigt ist, ist mindestens ein Teil der Ausstoßöffnung 41 an einer Position angeordnet, die niedriger ist als die Position des Durchgangslochs 33, das an der untersten Position ausgebildet ist. In einem Beispiel ist die Position der unteren Stirnfläche 41a der Ausstoßöffnung 41 an der oder niedriger als die Position des Rands der Bodenfläche 36c des Außenumfangswandabschnitts 36 auf der Seite der Abdeckung 31. Entsprechend der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird der Elektrolyt, der aus dem Aufnahmeraum S1 zu der Bodenfläche 36c ausgestoßen wird, daran gehindert, auf der Bodenfläche 36c zu verbleiben. Das heißt, der Elektrolyt wird aus der Ausstoßöffnung 41 zu der Außenseite einfach ausgestoßen.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurde, ist die Konfiguration nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
Obwohl die Konfiguration, bei der ein Drucksteuerungsventil 12 für zwei Montagebereiche 24 vorgesehen ist, in einem Beispiel beschrieben wurde, kann ein Drucksteuerungsventil für einen Montagebereich vorgesehen sein. Alternativ kann ein Drucksteuerungsventil 12 an den vier Montagebereichen montiert sein.
Obwohl die Konfiguration beschrieben wurde, bei der der Behälter 29, der das Drucksteuerungsventil 12 ausbildet, an dem Rahmen 16 des Modulhauptkörpers 11 montiert ist, können beispielsweise der Rahmen des Modulhauptkörpers und der Behälter des Drucksteuerungsventils durch Spritzformen einstückig ausgebildet sein.
Die Gestalt des Aufnahmeraums S1, in dem der Ventilkörper 30 aufgenommen ist, ist nicht auf eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt im Querschnitt beschränkt, sondern kann eine polygonale Gestalt, wie etwa ein Tetragon und ein Hexagon sein.
Obwohl ein Beispiel der Konfiguration beschrieben wurde, in dem die Position der unteren Stirnfläche 41a der Ausstoßöffnung 41 an der oder niedriger als die Position des Rands der Bodenfläche 36c des Außenumfangswandabschnitts 36 auf der Seite der Abdeckung 31 angeordnet ist, kann die Position der unteren Stirnfläche 41a der Ausstoßöffnung 41 höher als die Position des Rands der Bodenfläche 36c des Außenumfangswandabschnitts 36 auf der Seite der Abdeckung 31 angeordnet sein.
Eine Drucksteuerungsventilstruktur umfasst einen Wandabschnitt (32), der eine Vielzahl von Verbindungslöchern (49) hat, eine Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten (37), die ihre zugehörigen Verbindungslöcher (49) umfassen und aus einer Wandfläche (32b) des Wandabschnitts (32) als einem proximalen Ende nach außen vorstehen, eine Vielzahl von elastischen Ventilkörpern (30), die in den rohrförmigen Abschnitten aufgenommen sind, eine Außenumfangswand (36), die die rohrförmigen Abschnitte (37) gemeinsam umgibt, sowie eine Abdeckung (31), die an der Außenumfangswand (36) fixiert ist und die elastischen Ventilkörper (30) in Richtung des Wandabschnitts (32) drückt. Die rohrförmigen Abschnitte (37) sind von der Abdeckung (31) beabstandet. Jeder der rohrförmigen Abschnitte (37) hat eine Innenwandfläche (37b), die eine geneigte Fläche (37c) umfasst, die in einer Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) nach unten geneigt ist, wobei eine Kompressionsrichtung der elastischen Ventilkörper (30) festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken.

Claims

Drucksteuerungsventilstruktur (12), die für ein Spannungsspeichermodul (2) verwendbar ist, das eine Vielzahl von Zellen umfasst, von denen jede einen Innenraum (V) hat, in dem eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Separator (14) sowie ein Elektrolyt aufgenommen sind, wobei die Drucksteuerungsventilstruktur (12) Folgendes aufweist: einen Wandabschnitt (32), der eine Vielzahl von Verbindungslöchern (49) hat, wobei die Verbindungslöcher jeweils den Zellen entsprechen, wobei jedes der Verbindungslöcher (49) mit dem Innenraum (V) in Verbindung ist; eine Vielzahl von rohrförmigen Abschnitten (37), die ihre zugehörigen Verbindunglöcher (49) umgeben und aus einer Wandfläche (32b) des Wandabschnitts (32) als einem proximalen Ende nach außen vorstehen, eine Vielzahl von elastischen Ventilkörpern (30), wobei jeder der elastischen Ventilkörper (30) in jedem der rohrförmigen Abschnitte (37) aufgenommen ist und eine erste Stirnfläche (30a) sowie eine zweite Stirnfläche (30b) hat, die der ersten Stirnfläche (30a) entgegengesetzt ist, wobei die erste Stirnfläche (30a) jedes der Verbindungslöcher (49) schließt; eine Außenumfangswand (36), die die Vielzahl der rohrförmigen Abschnitte (37) gemeinsam umgibt; und eine Abdeckung (31), die an der Außenumfangswand (36) fixiert ist und die zweite Stirnfläche (30b) von jedem der elastischen Ventilkörper (30) in Richtung des Wandabschnitts (32) drückt, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrförmigen Abschnitte (37) von der Abdeckung (31) beabstandet sind, und jeder der rohrförmigen Abschnitte (37) eine Innenwandfläche (37b) hat, die eine geneigte Fläche (37c) umfasst, die in einer Schwerkraftrichtung von dem proximalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) zu einem distalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) nach unten geneigt ist, wobei eine Kompressionsrichtung der elastischen Ventilkörper (30) festgelegt ist, um sich horizontal zu erstrecken.
Drucksteuerungsventilstruktur (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Abschnitt (37) eine kreisförmige Gestalt im Querschnitt, von der Kompressionsrichtung aus betrachtet, hat, und die Innenwandfläche (37b) von jedem der rohrförmigen Abschnitte (37) so ausgebildet ist, dass sich ein Innendurchmesser der Innenwandfläche (37b) von dem proximalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) zu dem distalen Ende des rohrförmigen Abschnitts (37) vergrößert.
Drucksteuerungsventilstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandflächen (37b) der rohrförmigen Abschnitte (37) an Positionen angeordnet sind, die voneinander in einer Querrichtung, von der Kompressionsrichtung aus betrachtet, versetzt sind, wenn die geneigten Flächen (37c) so angeordnet sind, dass die geneigten Flächen (37c) in der Schwerkraftrichtung von den proximalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) zu den distalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) nach unten geneigt sind.
Drucksteuerungsventilstruktur (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bodenfläche (36c) in einer Innenwandfläche (36b) der Außenumfangswand (36) zwischen den rohrförmigen Abschnitten (37) und der Abdeckung (31) ausgebildet ist, wobei die Bodenfläche (36c) in der Schwerkraftrichtung in Richtung der Abdeckung (31) nach unten geneigt ist, wenn die geneigten Flächen (37c) so angeordnet sind, dass die geneigten Flächen (37c) in der Schwerkraftrichtung von den proximalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) zu den distalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) nach unten geneigt sind.
Drucksteuerungsventilstruktur (12) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (31) eine Öffnung (41) hat, die eine Verbindung zwischen einem Raum (S2), der durch die Außenumfangswand (36) umgeben ist, und einer Außenseite der Drucksteuerungsventilstruktur (12) bereitstellt, und mindestens ein Teil der Öffnung (41) an einer Position ausgebildet ist, die niedriger ist als die Position des Verbindungslochs (49), wenn die geneigten Flächen (37c) so angeordnet sind, dass die geneigten Flächen (37c) in der Schwerkraftrichtung von den proximalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) zu den distalen Enden der rohrförmigen Abschnitte (37) nach unten geneigt sind.
Spannungsspeichermodul (2), mit: der Drucksteuerungsventilstruktur (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.