DE112018003043T5

DE112018003043T5 - Energiespeicherapparatur

Info

Publication number: DE112018003043T5
Application number: DE112018003043.1T
Authority: DE
Inventors: Shogo Tsuruta; Akira Wada
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-06-12
Publication date: 2020-03-12
Also published as: US20200176738A1; WO2018230523A1; JP7120233B2; JPWO2018230523A1; CN110754007A

Abstract

Eine Fehlausrichtung zwischen einem Anschluss einer Energiespeichervorrichtung und einem Isolierelement wird verhindert. Eine Energiespeicherapparatur 1 umfasst eine Energiespeichervorrichtung 20 und ein Isolierelement (Halteelement 40) mit einer Öffnung 41 entsprechend einem Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20. Eines der Isolierelemente und der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 umfassen einen Positionierungsabschnitt 46, der an einer Seitenfläche des anderen in der Öffnung 41 des Isolierelements anliegt.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeicherapparatur mit einer Energiespeichervorrichtung und einem Außengehäuse, das die Energiespeichervorrichtung aufnimmt.
HINTERGRUND
Üblicherweise ist eine Energiespeicherapparatur mit einer Energiespeichervorrichtung und einem Außengehäuse, das die Energiespeicherapparatur aufnimmt, bekannt. Die Außenhülle umfasst ein Isolierelement, das als Innendeckel dient, der die aufgenommene Energiespeichervorrichtung aufnimmt (siehe beispielsweise Patentschrift 1). Das Isolierelement umfasst eine Öffnung, die einen Elektrodenanschluss der Energiespeichervorrichtung freilegt, und ein Verbindungselement (Stromschiene) ist durch die Öffnung mit dem Elektrodenanschluss verbunden.
STAND DER TECHNIK DOKUMENT
PATENTSCHRIFT
Patentdokument 1: JP-A-2013-175442
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Der Elektrodenanschluss der elektrischen Speichervorrichtung ist aufgrund einer individuellen Differenz relativ versetzt zu einem Energiespeicherkörper ausgerichtet. Aus diesem Grund ist der Elektrodenanschluss auch dann falsch ausgerichtet, wenn die Energiespeichervorrichtung vom Isolierelement gehalten wird. Wenn ein Teil eines Verbindungselements oder ein elektrisches Bauteil (beispielsweise eine Leiterplatte, ein Temperatursensor oder ein Spannungssensor) elektrisch mit dem falsch ausgerichteten Elektrodenanschluss verbunden ist, kann eine stabile Verbindung nur dann gesichert werden, wenn der Teil des Verbindungselements oder das elektrische Bauteil verformt ist, was zu einer Verringerung der Verarbeitbarkeit führt.
Somit wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die oben genannten Probleme gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Energiespeicherapparatur bereitzustellen, die die Fehlausrichtung zwischen dem Anschluss der Energiespeichervorrichtung und dem Isolierelement verhindern kann.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Energiespeicherapparatur: eine Energiespeichervorrichtung; und ein Isolierelement mit einer Öffnung, die einem Anschluss der Energiespeichervorrichtung entspricht. Eines der Isolierelemente und der Anschluss der Energiespeichervorrichtung umfassen einen Positionierungsabschnitt, der an einer Seitenfläche des anderen in der Öffnung des Isolierelements anliegt.
Der Positionierungsabschnitt, der an der Seitenfläche des anderen in der Öffnung des Isolierelements anliegt, ist in einem der Isolierelemente und dem Anschluss vorgesehen, so dass die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss durch den Positionierungsabschnitt verhindert werden kann.
Die Energiespeicherapparatur kann des Weiteren umfassen: eine Vielzahl der Energiespeichervorrichtungen, die in einer ersten Richtung Seite an Seite angeordnet sind; und ein Verbindungselement, das Elektrodenanschlüsse, die Teile der Anschlüsse der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen sind, elektrisch verbindet. Der Positionierungsabschnitt ist ein Vorsprung, der in Richtung wenigstens einer der ersten Richtung und einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung in der Öffnung ragt.
Der Positionierungsabschnitt ist ein Vorsprung, der in Richtung wenigstens einer der ersten Richtung und der zweiten Richtung in der Öffnung vorsteht. Wenn der Positionierungsabschnitt der Vorsprung ist, der in Richtung der ersten Richtung vorsteht, kann der Vorsprung an der Seitenfläche der anderen parallel zur zweiten Richtung anliegen, die sich mit der ersten Richtung in der Öffnung schneidet. Dadurch kann die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss in der ersten Richtung verhindert werden. Wenn der Positionierungsabschnitt der Vorsprung ist, der in Richtung der zweiten Richtung vorsteht, kann der Vorsprung an der Seitenfläche des anderen parallel zur ersten Richtung in der Öffnung anliegen. Dadurch kann die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss in der zweiten Richtung verhindert werden. Auf diese Weise, wenn die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss verhindert wird, wird die Notwendigkeit der Verformung des Verbindungselements eliminiert, auch wenn das Verbindungselement mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist, und die Verarbeitbarkeit kann verbessert werden.
Die Energiespeicherapparatur kann des Weiteren die Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen umfassen, die in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen eine flache Batterie mit einer Elektrodenanordnung und einem Gehäuse ist, in dem die Elektrodenanordnung untergebracht ist. Jede der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen ist mit einer der ersten Richtung zugewandten langen Seitenfläche des Gehäuses und mit einer der zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung zugewandten kurzen Seitenfläche des Gehäuses angeordnet, und der Positionierungsabschnitt ist ein Vorsprung, der an der Seitenfläche der anderen parallel zur zweiten Richtung anliegt.
Der Positionierungsabschnitt liegt parallel zur zweiten Richtung auf der Seitenfläche der anderen an, so dass die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss in der ersten Richtung verhindert werden kann. In der Energiespeichervorrichtung wird die Bewegung in die erste Richtung, d.h. die Richtung, in die die Energiespeichervorrichtung leicht fällt, durch den Positionierungsabschnitt begrenzt, so dass verhindert werden kann, dass die Energiespeichervorrichtung während oder nach der Montage fällt.
Der Positionierungsabschnitt kann einen Widerlagerabschnitt, der an der Seitenfläche des anderen anliegt, und einen geneigten Abschnitt umfassen, der so geneigt ist, dass er von der Seitenfläche des anderen getrennt ist, wenn der geneigte Abschnitt von dem Widerlagerabschnitt entfernt ist.
Da der Positionierungsabschnitt den geneigten Abschnitt umfasst, der so geneigt ist, dass er von der anderen Oberfläche getrennt ist, während der geneigte Abschnitt von dem Widerlagerabschnitt entfernt ist, führt der geneigte Abschnitt das andere Element beim Zusammenbau des Isolierelements und der Energiespeichervorrichtung. Dadurch kann die Verarbeitbarkeit bei der Montage des Isolierelements und der Energiespeichervorrichtung verbessert werden. Somit kann der Positionierungsabschnitt die Positionierung problemlos durchführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherapparatur, bei dem ein Isolierelement mit einer Öffnung verwendet wird, die einem Anschluss einer Energiespeichervorrichtung entspricht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen des Isolierelements, so dass eine Innenfläche des Isolierelements nach oben zeigt; und Veranlassen, dass der Anschluss in die Öffnung des Isolierelements eintritt, während der Anschluss der Energiespeichervorrichtung nach unten zeigt, und Veranlassen, dass ein in einem der Isolierelemente und dem Anschluss vorgesehener Positionierungsabschnitt an einer Seitenfläche des anderen anliegt.
Der Anschluss der Energiespeichervorrichtung wird in Bezug auf das Isolierelement, das mit der Innenfläche nach oben gerichtet angeordnet ist, nach unten gerichtet und tritt in die Öffnung des Isolierelements ein, und der in einem der Isolierelemente vorgesehene Positionierungsabschnitt und der Anschluss liegen auf der anderen Seite an. Dadurch kann die relative Fehlausrichtung zwischen dem Isolierelement und dem Anschluss verhindert werden. Somit kann die Energiespeichervorrichtung auf der Innenfläche des Isolierelements angeordnet werden, während das Isolierelement und der Anschluss leicht ausgerichtet sind.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß der Energiespeicherapparatur der vorliegenden Erfindung kann die Fehlausrichtung zwischen dem Anschluss der Energiespeichervorrichtung und dem Isolierelement verhindert werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen einer Energiespeicherapparatur gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine explodierte perspektivische Ansicht, die jede Komponente veranschaulicht, wenn die Energiespeicherapparatur der Ausführungsform demontiert wird.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Halteelement der Ausführungsform darstellt, wenn man es von einer positiven Seite in einer Z-Achsenrichtung betrachtet.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die das Halteelement der Ausführungsform bei Betrachtung von einer negativen Seite in Richtung der Z-Achse veranschaulicht.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Halteelement der Ausführungsform ein Verbindungselement hält, wenn man es von der positiven Seite in Richtung der Z-Achse betrachtet.
6 ist eine Schnittansicht, die eine umgebende Struktur einer Verbindungselementöffnung der Ausführungsform darstellt.
7 ist eine Schnittansicht, die die umgebende Struktur der Öffnung des Verbindungselements der Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zur Positionierung des Halteelements und der Energiespeichervorrichtung der Ausführungsform darstellt.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zur Positionierung des Halteelements und der Energiespeichervorrichtung der Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Schnittansicht, die eine Umgebungsstruktur eines Verbindungselements veranschaulicht, das sich gemäß einer Modifikation öffnet.

MODUS ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Energiespeicherapparatur nach einer Ausführungsform und einer Modifikation der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform und Modifikation veranschaulicht ein umfassendes oder spezifisches Beispiel. Zahlenwerte, Formen, Materialien, Komponenten, Anordnungen der Komponenten, Verbindungsformen der Komponenten und dergleichen, die in der folgenden Ausführungsform und Modifikation beschrieben werden, sind nur Beispiele und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Unter den Komponenten der folgenden Ausführungsform und Modifikation werden die Komponenten, die nicht im unabhängigen Anspruch auf das höchste Konzept beschrieben sind, als optionale Komponenten beschrieben. In jeder der Zeichnungen sind Maße und dergleichen nicht unbedingt veranschaulicht.
In der folgenden Beschreibung und Zeichnung ist eine Anordnungsrichtung der Elektrodenanschlüsse in einer Energiespeichervorrichtung oder eine Richtung, die einer kurzen Seitenfläche eines Gehäuses der Energiespeichervorrichtung entgegengesetzt ist, als X-Achsenrichtung definiert. Eine Anordnungsrichtung von Energiespeichern, eine Richtung, die einer langen Seitenfläche des Gehäuses der Energiespeichervorrichtung entgegengesetzt ist, oder eine Dickenrichtung des Gehäuses ist als Y-Achsenrichtung definiert. Eine Anordnungsrichtung eines Außengehäusekörpers und eines Deckels der Energiespeicherapparatur, eine Anordnungsrichtung der Energiespeichervorrichtung, eine Sammelschiene (Verbindungselement) und ein Substrat, eine Anordnungsrichtung eines Gehäusekörpers und des Deckels der Energiespeichervorrichtung oder eine vertikale Richtung ist als Z-Achsenrichtung definiert. Die X-Achsenrichtung, die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung schneiden sich (im Folgenden orthogonal zueinander in der Ausführungsform). Obwohl es denkbar ist, dass die Richtung der Z-Achse nicht die vertikale Richtung ist, die von einer Nutzungsart abhängt, wird im Folgenden die Richtung der Z-Achse als die vertikale Richtung beschrieben, um die Erklärung zu erleichtern. Eine positive Seite in der X-Achsenrichtung zeigt eine Pfeilrichtungsseite der X-Achse und eine negative Seite in der X-Achsenrichtung eine gegenüberliegende Seite der positiven Seite in der X-Achsenrichtung an. Gleiches gilt für die Y-Achsrichtung und die Z-Achsrichtung.
(Ausführungsform)
[Allgemeine Beschreibung der Energiespeicherapparatur 1]
Eine allgemeine Beschreibung einer Energiespeicherapparatur 1 gemäß einer Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gegeben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aussehen der Energiespeicherapparatur 1 der Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine explodierte perspektivische Ansicht, die jede Komponente veranschaulicht, wenn die Energiespeicherapparatur 1 der Ausführungsform demontiert wird.
Die Energiespeicherapparatur 1 ist eine Apparatur, die Strom von außen aufladen und nach außen ableiten kann. Die Energiespeicherapparatur 1 ist ein Batteriemodul, das für eine Energiespeicheranwendung, eine Stromversorgungsanwendung und dergleichen verwendet wird. Insbesondere wird die Energiespeicherapparatur 1 beispielsweise als Batterie zum Antreiben oder Starten eines Motors eines beweglichen Körpers verwendet, wie beispielsweise von Autos wie einem Elektrofahrzeug (EV), einem Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) und einem Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), Motorrädern, Wasserfahrzeugen, Schneemobilen, landwirtschaftlichen Maschinen und Baumaschinen.
Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst die Energiespeicherapparatur 1 ein Außengehäuse 10 mit einem Deckel 11 und einem Außengehäusekörper 12, eine Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20, die in dem Außengehäuse 10 untergebracht sind, ein Verbindungselement 30, ein Halteelement 40 und ein Substrat 50.
Das Außengehäuse 10 ist ein rechteckiges (kastenförmiges) Gehäuse (Modulgehäuse), das ein Außengehäuse der Energiespeicherapparatur 1 bildet. Das heißt, das Außengehäuse 10 ist außerhalb der Vielzahl von Energiespeichern 20 angeordnet, das Verbindungselement 30, das Halteelement 40, das Substrat 50 und dergleichen, hält die Energiespeichervorrichtungen 20 und dergleichen an vorbestimmten Positionen und schützt die Energiespeichervorrichtungen 20 und dergleichen vor einem Aufprall und dergleichen.
Das Außengehäuse 10 umfasst den Deckel 11, der einen Deckel des Außengehäuses 10 bildet, und den Außengehäusekörper 12, der einen Hauptkörper des Außengehäuses 10 bildet. Der Deckel 11 ist ein flaches, rechteckiges Element, das die Öffnung des Außengehäusekörpers 12 schließt und einen externen Anschluss 13 auf einer positiven Elektrodenseite und einen externen Anschluss 14 auf einer negativen Elektrodenseite umfasst. Die externen Anschlüsse 13 und 14 sind elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung 20 verbunden, und die Energiespeicherapparatur 1 lädt den Strom von außen über die externen Anschlüsse 13 und 14 auf und leitet den Strom über die externen Anschlüsse 13 und 14 nach außen ab. Der Außengehäusekörper 12 ist ein unteres rechteckiges zylindrisches Gehäuse (Gehäuse), in dem eine Öffnung ausgebildet ist, und nimmt die Energiespeichervorrichtung 20 und dergleichen auf.
So bestehen beispielsweise die externen Anschlüsse 13 und 14 aus einem metallisch leitfähigen Element wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Andere Teile des Außengehäuses 10 bestehen aus einem Isoliermaterial wie Polycarbonat (PC), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), einem Polyphenylensulfidharz (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT) und einem ABS-Harz. Dadurch kann das Außengehäuse 10 verhindern, dass die Energiespeichervorrichtung 20 und dergleichen mit einem Metallelement der Außenseite und dergleichen in Kontakt kommt.
Die Energiespeichervorrichtung 20 ist eine Sekundärbatterie (Batteriezelle), die die Elektrizität laden und entladen kann, insbesondere eine Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyt, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Der Energiespeicher 20 hat eine flache, rechteckige quaderförmige (prismatische) Form. In der Ausführungsform sind vier Energiespeicher 20 in Y-Achsrichtung angeordnet. Eine Form der Energiespeichervorrichtung 20 und die Anzahl der anzuordnenden Energiespeicher 20 sind nicht begrenzt. Die Energiespeichervorrichtung 20 ist nicht auf die Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyt beschränkt, sondern kann eine Sekundärbatterie sein, mit Ausnahme der Sekundärbatterie mit nichtwässrigem Elektrolyt, eines Kondensators oder einer Primärbatterie, die gespeicherte Elektrizität verwenden kann, selbst wenn ein Benutzer die Batterie nicht lädt.
Insbesondere umfasst die Energiespeichervorrichtung 20 ein Metallgehäuse 21, und ein Anschlusspaar 22 (ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss 23) ist in einem Deckelabschnitt des Gehäuses 21 vorgesehen. Das Anschlusspaar 22 ist so angeordnet, dass es aus dem Deckelabschnitt des Gehäuses 21 in Richtung Anschlusselement 30 (nach oben, nämlich in Richtung der positiven Seite der Z-Achsenrichtung) ragt. Der Anschluss 22 umfasst einen Elektrodenanschluss 221 (einen Plus-Elektrodenanschluss und einen Minus-Elektrodenanschluss), mit dem das Verbindungselement 30 verbunden ist, und einen Isolierabschnitt 222, der den Elektrodenanschluss 221 und das Gehäuse 21 voneinander isoliert. Der Elektrodenanschluss 221 des Anschlusses 22 ist über das Verbindungselement 30 mit den externen Anschlüssen 13, 14 verbunden, wodurch die Energiespeicherapparatur 1 die Elektrizität von und nach außen laden und ableiten kann. In der Ausführungsform ist jede Energiespeichervorrichtung 20 so angeordnet, dass der positive Elektrodenanschluss und der negative Elektrodenanschluss benachbarter Energiespeichervorrichtungen 20 invertiert sind.
Ein Flüssigkeitseinspritzabschnitt, der das Füllen von Elektrolytlösungen durchführt, ein Gasablassventil, das Gas abgibt, um während eines Druckanstiegs in dem Gehäuse 21 Druck freizusetzen, und dergleichen können im Deckelabschnitt des Gehäuses 21 vorgesehen sein. Eine Elektrodenanordnung (auch als Energiespeicherelement oder Stromerzeugungselement bezeichnet), ein Stromabnehmer (ein positiver Elektrodenstromabnehmer und ein negativer Elektrodenstromabnehmer) und dergleichen sind in dem Gehäuse 21 angeordnet, und die Elektrolytlösung (nichtwässriger Elektrolyt) oder dergleichen ist in dem Gehäuse 21 eingeschlossen. Eine detaillierte Beschreibung entfällt jedoch.
Der Hauptkörperabschnitt des Gehäuses 21 ist in einer flachen Kastenform mit einem offenen oberen Ende ausgebildet. Eine Seitenfläche mit der größten Fläche im Hauptkörperabschnitt des Gehäuses 21 ist eine lange Seitenfläche, und eine Seitenfläche mit einem kleineren Bereich als die lange Seitenfläche ist eine kurze Seitenfläche. Die lange Seitenfläche des Hauptkörperabschnitts des Gehäuses 21 weist in Richtung der Y-Achse und die kurze Seitenfläche in Richtung der X-Achse.
Das Verbindungselement 30 ist ein rechteckiges, plattenförmiges Element, das die Elektrodenanschlüsse 221 der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20 elektrisch verbindet, während es auf dem Halteelement 40 angeordnet ist. Das Verbindungselement 30 kann aus einem metallisch leitfähigen Element wie Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium und einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
In der Ausführungsform sind drei Verbindungselemente 30 vorgesehen. Die drei Verbindungselemente 30 sind Verbindungselemente, die mit den Elektrodenanschlüssen 221 (die positiven Elektrodenanschlüsse und die negativen Elektrodenanschlüsse) der vier Energiespeichervorrichtungen 20 verbunden sind. Unter den Elektrodenanschlüssen 221 der vier Energiespeichervorrichtungen 20 ist der Elektrodenanschluss 221, an die das Anschlusselement 30 nicht angeschlossen ist, über eine Stromschiene mit den externen Anschlüssen 13, 14 verbunden (nicht dargestellt). So werden die externen Anschlüsse 13, 14 und die vier Energiespeichervorrichtungen 20 durch die drei Verbindungselemente und die Sammelschiene in Reihe geschaltet.
Das Halteelement 40 ist eine elektrische Komponentenschale, die das Substrat 50, die Energiespeichervorrichtung 20, das Anschlusselement 30 und andere Verkabelungen (nicht dargestellt) hält, während sie über der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20 angeordnet ist. Das Halteelement 40 kann das Substrat 50, die Energiespeichervorrichtung 20, das Verbindungselement 30 und dergleichen von anderen Elementen isolieren und die Positionen des Substrats 50, des Verbindungselements 30 und dergleichen regeln. Das Halteelement 40 kann aus einem Isoliermaterial wie PC, PP, PE, PPS, PBT und ABS-Harzen bestehen. Details zum Halteelement 40 werden später beschrieben.
Das Substrat 50 ist ein Steuersubstrat, das auf das Halteelement 40 gelegt und an diesem befestigt wird. Insbesondere umfasst das Substrat 50 eine Steuerschaltung (nicht dargestellt), erfasst verschiedene Informationen wie Ladezustände und Entladezustände, Spannungswerte, Stromwerte und Temperaturen der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20, steuert ein und aus einem Relais und kommuniziert mit anderen Vorrichtungen.
[Positionsbeziehung zwischen Halteelement, Anschluss und Verbindungselement].
Im Folgenden werden spezifische Konfigurationen der jeweiligen Elemente beschrieben, die auf einer Positionsbeziehung zwischen dem Halteelement 40, dem Anschluss 22 und dem Verbindungselement 30 basieren. Es wird eine spezifische Konfiguration des Halteelements 40 beschrieben.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Halteelement 40 der Ausführungsform bei Betrachtung von der positiven Seite in Richtung der Z-Achse veranschaulicht. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die das Halteelement 40 der Ausführungsform bei Betrachtung von der negativen Seite in Richtung der Z-Achse veranschaulicht.
Wie in 3 und 4 dargestellt, wird im Halteelement 40 an einer Position, die dem Anschluss 22 jeder Energiespeichervorrichtung 20 entspricht, eine Öffnung 41 gebildet, die den Anschluss 22 freilegt. Das heißt, das Halteelement 40 ist ein Isolierelement mit der Öffnung 41 entsprechend dem Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20. Insbesondere sind im Halteelement 40 insgesamt acht Öffnungen 41 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form in planarer Ansicht in zwei Reihen und vier Spalten angeordnet. An diesem Punkt ist eine Zeilenrichtung die X-Achsenrichtung und eine Spaltenrichtung die Y-Achsenrichtung. Das Anschlusspaar 22 einer Energiespeichervorrichtung 20 ist in den beiden in derselben Reihe angeordneten Öffnungen 41 angeordnet. Wie in 4 dargestellt, wird zwischen den Reihen der Öffnungen 41 ein Gasströmungskanal 49 gebildet, durch den ein von einem Gasablassventil der Energiespeichervorrichtung 20 abgegebenes Abgas zur Außenseite der Energiespeicherapparatur 1 gelangt.
Man beachte, dass auf einer Oberseite innerhalb des Halteelements 40 ein Bereich, der die Öffnung 41 und den Gasströmungskanal 49 vermeidet, in einer wesentlichen Ebene ausgebildet ist. Dieser planare Bereich ist ein Bindungsbereich 48, auf den ein Klebstoff aufgebracht wird, der die Energiespeichervorrichtung 20 mit dem Halteelement 40 verbindet. Auf der Oberseite innerhalb des Halteelements 40 ragt ein Paar in Säulenrichtung verlaufende Widerlagerwände 47 aus der Ebene des Bindungsbereichs 48 in Richtung Z-Achsenrichtung heraus. Mit anderen Worten, der Bindungsbereich 48 wird einstufig von der Widerlagerwand 47 auf der Oberseite innerhalb des Halteelements 40 ausgespart. Das Paar der Widerlagerwände 47 ist zwischen jeder Reihe der Öffnungen 41 und dem Gasströmungskanal 49 angeordnet.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Halteelement 40 der Ausführungsform das Verbindungselement 30 von der positiven Seite in Richtung der Z-Achse aus betrachtet hält. Wie in 5 dargestellt, umfasst jede der acht Öffnungen 41 eine Verbindungselementöffnung 41a, in der das Verbindungselement 30 angeordnet ist, und eine Sammelschienenöffnung 41b, in der die Sammelschiene (nicht dargestellt) angeordnet ist. Zwei in Y-Achsrichtung aneinander angrenzende Verbindungselementöffnungen 41a sind gepaart, und ein Verbindungselement 30 ist in Bezug auf ein Paar Verbindungselementöffnungen 41a angeordnet. In der Reihe auf der negativen Seite in Richtung der X-Achse sind alle vier Öffnungen 41 Verbindungselementeöffnungen 41a. In der Reihe auf der negativen Seite in X-Achsrichtung sind zwei Paare von Verbindungselementöffnungen 41a vorgesehen. Andererseits sind die Öffnungen 41 an beiden Enden in der Reihe auf der positiven Seite in X-Achsenrichtung Sammelschienenöffnungen 41b und die restlichen Öffnungen 41 sind Verbindungselementöffnungen 41a. Das Paar der Verbindungselementöffnungen 41a ist in der Reihe auf der positiven Seite in X-Achsrichtung vorgesehen. Jedes Paar von Verbindungselementöffnungen 41a ist von einer umgebenden Wand 43a umgeben. Jede Sammelschienenöffnung 41b ist von einer umgebenden Wand 43b umgeben. In der umgebenden Wand 43a ist ein langer Balken 44 in X-Achsenrichtung gestreckt. Zwei von der umgebenden Wand 43a und dem Balken 44 umgebene Räume bilden das Paar der Öffnungen 41a der Verbindungselemente.
Wie vorstehend beschrieben, sind in der Umgebungswand 43a eine Vielzahl von Positionierungsabschnitten 46 vorgesehen, die direkt an dem Anschluss 22 anliegen, um den Anschluss 22 zu positionieren, und der Balken 44, der die Verbindungselementöffnung 41a und die Umgebungswand 43b, die die Sammelschienenöffnung 41b bildet.
Der Positionierungsabschnitt 46 wird ausführlich beschrieben. Der Positionierungsabschnitt 46 im Paar der Verbindungselementöffnungen 41a wird beschrieben, und die Beschreibung des Positionierungsabschnitts 46 in der Sammelschienenöffnung 41b entfällt.
Die 6 und 7 sind Schnittansichten, die eine umgebende Struktur des Verbindungselements darstellen, das 41a der Ausführungsform öffnet. Insbesondere ist 6 eine Schnittansicht, die eine Schnittfläche parallel zu einer YZ-Ebene mit einer Linie VI-VI in 5 darstellt. 7 ist eine Schnittansicht, die eine Schnittfläche parallel zu einer ZX-Ebene mit einer Linie VII-VII in 5 darstellt. In den 6 und 7 ist die Energiespeichervorrichtung 20 nicht im Schnitt dargestellt, sondern eine Außenform der Energiespeichervorrichtung 20.
Wie in 5 bis 7 dargestellt, wird in der umgebenden Wand 43a eine in X-Achsenrichtung verlaufende Innenwandfläche auf eine erste Wandfläche 431 und eine in Y-Achsenrichtung verlaufende Innenwandfläche auf eine zweite Wandfläche 432 eingestellt. Im Balken 44 ist eine in X-Achsenrichtung verlaufende Innenwandfläche auf eine dritte Wandfläche 433 eingestellt.
In einem Verbindungselement, das 41a öffnet, sind zwei Positionierungsabschnitte 46 auf der ersten Wandfläche 431 in einem vorbestimmten Abstand in X-Achsrichtung angeordnet. Der Positionierungsabschnitt 46 der ersten Wandfläche 431 ist ein Vorsprung, der in Richtung der Y-Achse (erste Richtung) vorsteht, um zur Innenseite der Öffnung 41a des Verbindungselements zu gelangen. In einer Verbindungselementöffnung 41a ist auf jedem der beiden gegenüberliegenden zweiten Wandflächen 432 ein Positionierungsabschnitt 46 vorgesehen. Der Positionierungsabschnitt 46 der zweiten Wandfläche 432 ist ein Vorsprung, der in X-Achsenrichtung (zweite Richtung) vorsteht, um zur Innenseite der Verbindungselementöffnung 41a zu gelangen. In einer Verbindungselementöffnung 41a sind zwei Positionierungsabschnitte 46 auf der dritten Wandfläche 433 in einem vorbestimmten Abstand in X-Achsrichtung angeordnet. Der Positionierungsabschnitt 46 der dritten Wandfläche 433 ist ein Vorsprung, der in Richtung der Y-Achse vorsteht, um zur Innenseite der Verbindungselementöffnung 41a zu gelangen, in einem Zustand, in dem er sich vom Balken 44 nach oben erstreckt.
Der Positionierungsabschnitt 46 umfasst einen Anschlagabschnitt 461, der direkt an der Seitenfläche des Anschlusses 22 anliegt, und einen geneigten Abschnitt 462, der kontinuierlich mit dem Anschlagabschnitt 461 verläuft. Der geneigte Abschnitt 462 ist so geneigt, dass er von der Seitenfläche des Anschlusses 22 getrennt ist, während der geneigte Abschnitt 462 vom Widerlagerabschnitt 461 entfernt ist. Das heißt, der geneigte Abschnitt 462 ist so geneigt, dass er zur Innenseite der Verbindungselementöffnung 41a geht, während er in die Richtung geht, in der der Anschluss 22 in die Verbindungselementöffnung 41a eintritt (die positive Seite in Richtung Z-Achse). Da der geneigte Abschnitt 462 auf diese Weise geneigt ist, kann der Anschluss 22 durch den geneigten Abschnitt 462 geführt werden, wenn der Anschluss 22 in die Öffnung 41a des Verbindungselements eintritt.
Im Folgenden wird eine spezifische Konfiguration des Verbindungselements 30 beschrieben.
Wie in 6 und 7 dargestellt, umfasst das Verbindungselement 30 ganzheitlich ein Paar gegenüberliegender Abschnitte 31 gegenüber dem Elektrodenanschluss 221 und einen gebogenen Abschnitt 32, der an der Seite der Energiespeichervorrichtung 20 aus dem Paar gegenüberliegender Abschnitte 31 gebogen ist. Im gegenüberliegenden Abschnitt 31 wird eine kreisförmige Durchgangsbohrung 311 hergestellt, und der gegenüberliegende Abschnitt 31 und der Elektrodenanschluss 221 werden durch die Durchgangsbohrung 311 geschweißt. Der gebogene Abschnitt 32 ist zwischen dem Paar der gegenüberliegenden Abschnitte 31 angeordnet und in einer wesentlichen Kosinuswellenform ausgebildet. Somit ist der gebogene Abschnitt 32 zwischen den Anschlüssen 22 des Paares benachbarter Energiespeicher 20 angeordnet. Da der gebogene Abschnitt 32 im Verbindungselement 30 vorgesehen ist, kann die Spannung während der Wärmeausdehnung durch den gebogenen Abschnitt 32 aufgenommen werden, auch wenn sich das Verbindungselement 30 thermisch ausdehnt.
Im Folgenden wird eine spezifische Konfiguration des Anschlusses 22 beschrieben.
Wie in 6 und 7 dargestellt, ist der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 auf der Oberfläche des Deckelabschnitts des Gehäuses 21 angeordnet. Die Oberfläche des Deckelabschnitts des Gehäuses 21 ist eine Anschlussanordnungsfläche 223, auf der der Anschluss 22 angeordnet ist. Die umgebenden Wände 43a, 43b und der Balken 44 des Halteelements 40 sind oberhalb der Anschlussanordnungsfläche 223 angeordnet. Der gebogene Abschnitt 32 des Verbindungselements 30 ist oberhalb des Balkens 44 angeordnet. Auf diese Weise sind der gebogene Abschnitt 32 des Verbindungselements 30 und der Balken 44 so angeordnet, dass sie die Anschlussanordnungsfläche 223 der Energiespeichervorrichtung 20 überlappen, so dass der gebogene Abschnitt 32 des Verbindungselements 30 und der Balken 44 nicht zwischen den Gehäusen 21 der beiden Energiespeicher 20 angeordnet sind. So kann ein Abstand zwischen den beiden Energiespeichern 20 verringert werden.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst der Anschluss 22 den Isolierabschnitt 222 und den Elektrodenanschluss 221, der aus dem Isolierabschnitt 222 nach oben ragt. Der Elektrodenanschluss 221 ist ein quadratischer Anschluss mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form in planarer Ansicht (siehe 2 und dergleichen). Die Elektrodenanschlüsse 221 auf der positiven Elektrodenseite und der negativen Elektrodenseite sind aus Metall wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als Ganzes gefertigt. Aus der Oberseite des Elektrodenanschlusses 221 auf der negativen Elektrodenseite ragt ein kreisförmiger Abschnitt 29 heraus. Der kreisförmige Abschnitt 29 ist aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt.
Der Isolierabschnitt 222 ist in einer im Wesentlichen rechteckigen Form in planarer Ansicht unter Verwendung eines Isoliermaterials wie PC, PP, PE, PPS, PBT oder ABS-Harz ausgebildet. Der Widerlagerabschnitt 461 des Positionierungsabschnitts 46 liegt auf der Außenfläche des Isolierabschnitts 222 auf. Insbesondere bei Betrachtung aus der YZ-Ebene, wie in 6 dargestellt, stützt sich der Anschlagabschnitt 461 des Positionierungsabschnitts 46 der ersten Wandfläche 431 direkt auf den Isolierabschnitt 222 aus der Y-Achsenrichtung in der Verbindungselementöffnung 41a. In der Öffnung des Verbindungselements 41a stützt sich der Anschlagabschnitt 461 des Positionierungsabschnitts 46 der dritten Wandfläche 433 direkt auf den Isolierabschnitt 222 aus der Richtung der Y-Achse. Auf diese Weise ist der Isolierabschnitt 222 zwischen dem Positionierungsabschnitt 46 der ersten Wandfläche 431 und dem Positionierungsabschnitt 46 der dritten Wandfläche 433 eingeklemmt.
Andererseits, wenn man die ZX-Ebene, wie in 7 dargestellt, in der Verbindungselementöffnung 41a betrachtet, stützt sich der Anschlagabschnitt 461 des Positionierungsabschnitts 46 einer der zweiten Wandflächen 432 direkt aus der X-Achsenrichtung auf den Isolierabschnitt 222. In der Öffnung des Verbindungselements 41a stützt sich der Anschlagabschnitt 461 des Positionierungsabschnitts 46 der anderen zweiten Wandfläche 432 direkt auf den Isolierabschnitt 222 aus der Richtung der X-Achse. Wie vorstehend beschrieben, ist der Isolierabschnitt 222 zwischen den Positionierungsabschnitten 46 des Paares der zweiten Wandflächen 432 eingeklemmt. Somit wird der Isolierabschnitt 222 durch die Vielzahl der Positionierungsabschnitte 46 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung positioniert.
[Positionierungsverfahren]
Die Positionierung des Halteelements 40 und des Energiespeichers 20 wird im Folgenden beschrieben.
8 und 9 sind perspektivische Ansichten, die einen Schritt zur Positionierung des Halteelements 40 und der Energiespeichervorrichtung 20 der Ausführungsform darstellen.
Wie in 8 dargestellt, legt ein Bediener das Halteelement 40 auf den Kopf, so dass die Oberseite innerhalb des Halteelements 40 nach oben zeigt. Anschließend trägt der Bediener einen Klebstoff B auf den Bindungsbereich 48 des Halteelements 40 auf. In 8 ist der Klebstoff B durch Schattierungen gekennzeichnet. Wie in 8 dargestellt, wird der Klebstoff B auf der Oberseite innerhalb des Halteelements 40 an einer Stelle aufgetragen, die die Widerlagerwand 47 und den Gasströmungskanal 49 vermeidet. Das heißt, der Klebstoff B wird auch zwischen dem Gasströmungskanal 49 und der Widerlagerwand 47 aufgebracht.
Anschließend montiert der Bediener die Energiespeichervorrichtung 20 an das Halteelement 40. Insbesondere stellt der Bediener eine Haltung der Energiespeichervorrichtung 20 so ein, dass das Paar der Anschlüsse 22 nach unten zeigt, und veranlasst dann das Paar der Anschlüsse 22, in das Paar der in Reihenrichtung angeordneten Öffnungen 41 einzutreten. Beim Betreten des Paares von Öffnungen 41 wird der Anschluss 22 durch den geneigten Abschnitt 462 des Positionierungsabschnitts 46 in eine vorbestimmte Position geführt. Anschließend stützt sich der Deckelabschnitt des Gehäuses 21 der Energiespeichervorrichtung 20 auf das Paar der Widerlagerwände 47, wodurch der weitere Zugang zum Anschluss 22 eingeschränkt wird. Wie vorstehend beschrieben, wird auf der Oberseite innerhalb des Halteelements 40 der Bindungsbereich 48 einstufig von der Widerlagerwand 47 in Richtung Z-Achse ausgespart. Der Klebstoff B ist in der Aussparung angeordnet, und der Klebstoff kann mit einer angemessenen Dicke zwischen dem Deckelabschnitt des Gehäuses 21 der Energiespeichervorrichtung 20 und der Oberseite innerhalb des Halteelements 40 gehalten werden.
An diesem Punkt, da die Widerlagerabschnitte 461 der Vielzahl von Positionierungsabschnitten 46 direkt an dem Anschluss 22 in X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung anliegen, wird die Energiespeichervorrichtung 20 an einer vorbestimmten Position positioniert. Insbesondere, obwohl die Energiespeichervorrichtung 20 der Ausführungsform leicht in Y-Achsrichtung fällt, wird die Bewegung der Energiespeichervorrichtung 20 in Y-Achsrichtung durch den Positionierungsabschnitt 46 begrenzt, so dass verhindert werden kann, dass die Energiespeichervorrichtung 20 auch in oder nach der Montage vor dem Aushärten des Klebstoffs B fällt.
Durch Anbringen der verbleibenden Energiespeicher 20 an das Halteelement 40 werden die vier Energiespeicher 20 mit dem Halteelement 40 verbunden und in Bezug auf das Halteelement 40 positioniert, wie in 9 dargestellt. Wenn der Klebstoff B ausgehärtet ist, ordnet der Bediener das integrierte Halteelement 40 und vier Energiespeicher 20 in einer normalen Haltung (eine Haltung, in der das Halteelement 40 nach oben zeigt) neu an. In diesem Zustand schweißt der Bediener das Verbindungselement 30 an den Elektrodenanschluss 221 jeder Energiespeichervorrichtung 20, die von der Öffnung 41 des Halteelements 40 freiliegt. An dieser Stelle werden das Verbindungselement 30 und der Elektrodenanschluss 221 durch die Durchgangsbohrung 311 des Verbindungselements 30 geschweißt. Im Elektrodenanschluss 221 auf der negativen Elektrodenseite in der Energiespeichervorrichtung 20 ist der kreisförmige Abschnitt 29 in der Durchgangsbohrung 311 des Verbindungselements 30 angeordnet. Aus diesem Grund sind auf der negativen Elektrodenseite das Anschlusselement 30 und der Elektrodenanschluss 221 an einem Abschnitt verschweißt, der den runden Abschnitt 29 vermeidet.
Auf diese Weise können während des Schweißens, da der Elektrodenanschluss 221 jeder Energiespeichervorrichtung 20 durch den Positionierungsabschnitt 46 an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, das Verbindungselement 30 und der Elektrodenanschluss 221 positioniert werden, ohne das Verbindungselement 30 zu verformen, und eine gute Verarbeitbarkeit wird erreicht.
In der Ausführungsform ist beispielsweise die Energiespeichervorrichtung 20 an dem umgekehrten Halteelement 40 montiert. Alternativ kann die Energiespeichervorrichtung 20 an das nicht invertierte Halteelement 40 montiert werden. Das heißt, die Energiespeichervorrichtung 20 kann so montiert werden, dass sie von unten unter das Halteelement 40 in normaler Haltung eingesetzt werden kann.
[ Beschreibung der Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Energiespeicherapparatur 1 gemäß der Ausführungsform die Energiespeichervorrichtung 20 und das Halteelement 40 (Isolierelement) mit der Öffnung 41 entsprechend dem Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20. Eines der Halteelemente 40 und der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 umfasst den Positionierungsabschnitt 46, der an der Seitenfläche des anderen in der Öffnung 41 des Halteelements 40 anliegt.
Der Positionierungsabschnitt 46, der an der Seitenfläche eines der Halteelemente 40 und dem Anschluss 22 in der Öffnung 41 des Halteelements 40 anliegt, ist im anderen vorgesehen, so dass die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 durch den Positionierungsabschnitt 46 verhindert werden kann.
Die Energiespeicherapparatur 1 umfasst des Weiteren die Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20, die in der ersten Richtung (Y-Achsenrichtung) nebeneinander angeordnet sind, und das Verbindungselement 30, das die Elektrodenanschlüsse 221, die Teile der Anschlüsse 22 der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20 sind, elektrisch verbindet. Der Positionierungsabschnitt 46 ist ein Vorsprung, der zu wenigstens einer der ersten Richtung und der zweiten Richtung (X-Achsenrichtung) orthogonal zur ersten Richtung in der Öffnung 41 vorsteht.
Der Positionierungsabschnitt 46 ist ein Vorsprung, der in Richtung wenigstens einer der ersten Richtung und der zweiten Richtung in der Öffnung 41 vorsteht. Wenn der Positionierungsabschnitt 46 der Vorsprung ist, der in Richtung der ersten Richtung vorsteht, kann der Vorsprung an der Seitenfläche der anderen parallel zur zweiten Richtung anliegen, die sich mit der ersten Richtung in der Öffnung 41 schneidet. Dadurch kann die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 in der ersten Richtung verhindert werden. Wenn der Positionierungsabschnitt 46 der Vorsprung ist, der in Richtung der zweiten Richtung vorsteht, kann der Vorsprung an der Seitenfläche der anderen parallel zur ersten Richtung in der Öffnung 41 anliegen. Dadurch kann die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 in der zweiten Richtung verhindert werden. Auf diese Weise, wenn die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 verhindert wird, wird die Notwendigkeit der Verformung des Verbindungselements 30 beseitigt, auch wenn das Verbindungselement 30 über das Halteelement 40 mit dem Elektrodenanschluss 221 verbunden ist, und die Verarbeitbarkeit kann verbessert werden.
Insbesondere wenn die Energiespeicherapparatur 1 eine Motorradbatterie ist, ist eine Gesamtgröße kleiner als die einer Autobatterie. Aus diesem Grund hat im Vergleich zur Autobatterie auch die Stelle, an der der Elektrodenanschluss 221 mit dem Verbindungselement 30 verschweißt wird, eine kleine Fläche, wodurch die Festigkeit der Verschweißung verringert wird. Auch wenn auf diese Weise die Schweißfestigkeit verringert wird, wird die Verformung des Verbindungselements 30 verhindert, so dass das stabile Schweißen erhalten bleiben kann.
Die Energiespeichervorrichtung 20 ist eine Flachbatterie mit der Elektrodenanordnung und dem Gehäuse 21, in dem die Elektrodenanordnung untergebracht ist. Die Energiespeicherapparatur 1 umfasst die Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20, die in der ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind. Jede der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen 20 ist so angeordnet, dass die lange Seitenfläche des Gehäuses 21 der ersten Richtung und die kurze Seitenfläche des Gehäuses 21 der zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung zugewandt ist. Der Positionierungsabschnitt 46 ist ein Vorsprung, der an der Seitenfläche des anderen parallel zur zweiten Richtung anliegt.
Der Positionierungsabschnitt 46 liegt auf der Seitenfläche der anderen parallel zur zweiten Richtung, so dass die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 in der ersten Richtung verhindert werden kann. In der Energiespeichervorrichtung 20 wird die Bewegung in die erste Richtung, d.h. die Richtung, in die die Energiespeichervorrichtung 20 leicht fällt, durch den Positionierungsabschnitt 46 begrenzt, so dass verhindert werden kann, dass die Energiespeichervorrichtung 20 während oder nach der Montage fällt. Die Positionierung durch den Positionierabschnitt 46 wird auch nach der Montage fortgesetzt, die Neigung des Energiespeichers 20 durch eine Vibration oder ähnlichem kann auch bei unzureichender Haftung des Klebstoffs B verhindert werden.
Der Positionierungsabschnitt 46 umfasst den Anschlagabschnitt 461, der an der Seitenfläche des anderen anliegt, und den geneigten Abschnitt 462, der so geneigt ist, dass er von der Seitenfläche des anderen getrennt ist, wenn der geneigte Abschnitt 462 von dem Anschlagabschnitt 461 entfernt ist.
Da der Positionierungsabschnitt 46 den geneigten Abschnitt 462 umfasst, der geneigt ist, um von der anderen Oberfläche getrennt zu sein, wenn der geneigte Abschnitt 462 vom Widerlagerabschnitt 461 entfernt ist, führt der geneigte Abschnitt 462 das andere Element (in der Ausführungsform der Anschluss 22) beim Zusammenbau des Halteelements 40 und der Energiespeichervorrichtung 20. Dadurch kann die Verarbeitbarkeit bei der Montage des Halteelements 40 und der Energiespeichervorrichtung 20 verbessert werden. Somit kann der Positionierungsabschnitt 46 die Positionierung problemlos durchführen.
Ein Verfahren zur Herstellung der Energiespeicherapparatur 1 der Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung der Energiespeicherapparatur 1 unter Verwendung des Halteelements 40 (Isolierelement) mit der Öffnung 41 entsprechend dem Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20, und das Verfahren zur Herstellung der Energiespeicherapparatur 1 umfasst einen Schritt zum Anordnen des Halteelements 40, so dass die Innenfläche des Halteelements 40 nach oben zeigt, und einen Schritt zum Veranlassen, dass der Anschluss 22 in die Öffnung 41 des Halteelements 40 eintritt, während der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 nach unten zeigt, und zum Veranlassen, dass der in einem der Halteelemente 40 und dem Anschluss 22 vorgesehene Positionierungsabschnitt 46 an der Seitenfläche des anderen anliegt.
Der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 tritt in die Öffnung 41 des Halteelements 40 ein und tritt in das Halteelement 40 ein, dessen Innenfläche nach oben gerichtet ist, wobei das Halteelement 40 mit der Innenfläche nach oben gerichtet ist, während der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 nach unten gerichtet ist, und der in einem der Halteelemente 40 und dem Anschluss 22 vorgesehene Positionierungsabschnitt 46 auf der anderen Seite aufliegt, so dass die relative Fehlausrichtung zwischen dem Halteelement 40 und dem Anschluss 22 verhindert werden kann. Somit kann die Energiespeichervorrichtung 20 auf der Innenfläche des Halteelements 40 angeordnet werden, während das Halteelement 40 und der Anschluss 22 leicht ausgerichtet sind.
(Änderung)
In der obigen Ausführungsform ist beispielsweise der Positionierungsabschnitt 46 im Halteelement 40 vorgesehen. Bei einer Modifikation wird jedoch der im Anschluss der Energiespeichervorrichtung vorgesehene Positionierungsabschnitt beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird die gleiche Komponente wie die obige Ausführungsform durch das gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet, und manchmal wird die Beschreibung weggelassen.
10 ist eine Schnittansicht, die die Umgebungsstruktur des Verbindungselements veranschaulicht, das 41a der Modifikation öffnet. 10 ist eine Ansicht, die der 6 entspricht. Wie in 10 dargestellt, ist der Positionierungsabschnitt nicht in der Verbindungselementöffnung 41a eines Halteelements 40A vorgesehen. Andererseits ist in einem Anschluss 22a der Energiespeichervorrichtung 20 ein am Halteelement 40A anliegender Positionierungsabschnitt 26 vorgesehen. Insbesondere ist der Positionierungsabschnitt 26 ein Vorsprung, der auf einer äußeren Umfangsfläche eines Isolierabschnitts 222a dem Anschluss 22a vorgesehen ist, und der Positionierungsabschnitt 26 ragt in Richtung der Y-Achse in Richtung des Halteelements 40A heraus. Der Positionierungsabschnitt 26 umfasst einen Abstützabschnitt 261, der an der Wandoberfläche anliegt und die Verbindungselementöffnung 41a des Halteelements 40A bildet, und einen geneigten Abschnitt 262, der mit dem Abstützabschnitt 261 kontinuierlich ist. Der geneigte Abschnitt 262 ist so geneigt, dass er von der Wandfläche, die die Öffnung des Verbindungselements 41a bildet, getrennt ist, da der geneigte Abschnitt 262 vom Widerlagerabschnitt 261 entfernt ist. Das heißt, der geneigte Abschnitt 262 ist so geneigt, dass er zur Innenseite der Verbindungselementöffnung 41a geht, während er in die Richtung geht, in der der Anschluss 22a in die Verbindungselementöffnung 41a eintritt (die positive Seite in Richtung Z-Achse). Da der geneigte Abschnitt 262 auf diese Weise geneigt ist, kann der Anschluss 22a durch den geneigten Abschnitt 262 geführt werden, wenn der Anschluss 22a in die Öffnung 41a des Verbindungselements eintritt.
Der Positionierungsabschnitt kann auch in jedem der Halteelemente und dem Anschluss vorgesehen werden.
[Andere]
Obwohl die Energiespeicherapparatur der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Ausführungsform und Modifikation beschränkt. Das heißt, es sollte verstanden werden, dass die diesmal offenbarte Ausführungsform und Modifikation in allen Punkten illustrativ und nicht restriktiv ist. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern durch den Umfang der Ansprüche veranschaulicht und soll alle Änderungen im Rahmen der Ansprüche und damit den Umfang der Ansprüche berücksichtigen.
In der obigen Ausführungsform verbindet das Verbindungselement 30 beispielsweise die Elektrodenanschlüsse 221 der beiden Energiespeichervorrichtungen 20. Alternativ können die Elektrodenanschlüsse von wenigstens drei Energiespeichervorrichtungen über ein Verbindungselement verbunden werden.
In der obigen Ausführungsform ist beispielsweise der Positionierungsabschnitt 46 der Vorsprung. Alternativ kann der Positionierungsabschnitt jede beliebige Form aufweisen, solange der Positionierungsabschnitt auf dem Positionierungsziel aufliegt. Als Positionierungsabschnitt kann ein geneigter Abschnitt verwendet werden, in dem der gesamte Umfang der die Öffnung 41 bildenden Wandfläche kontinuierlich oder intermittierend konisch ist.
In der obigen Ausführungsform werden beispielsweise das Verbindungselement 30 und der Elektrodenanschluss 221 durch das Schweißen verbunden. Alternativ können das Verbindungselement 30 und der Elektrodenanschluss 221 durch ein anderes Fügeverfahren verbunden werden. Ein weiteres Fügeverfahren umfasst die Befestigung, wie beispielsweise das Verschrauben.
In der obigen Ausführungsform weist der Elektrodenanschluss 221 beispielsweise die im Wesentlichen rechteckige Form in der Planaransicht auf. Alternativ kann der Elektrodenanschluss eine beliebige Form aufweisen. Andere Formen der Elektrodenanschlüsse umfassen eine säulenförmige Form.
In der im Gehäuse 21 der Energiespeichervorrichtung 20 untergebrachten Elektrodenanordnung ist zwischen der gurtförmigen positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte ein isolierender Separator angeordnet, so dass eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte elektrisch isoliert sind. Die Elektrodenanordnung kann ein Wicklungstyp sein, bei dem der Separator auf der negativen Elektrodenplatte angeordnet ist, die positive Elektrodenplatte auf dem Separator angeordnet ist und der Separator weiterhin auf der positiven Elektrodenplatte angeordnet ist, um eine zylindrische Form zu bilden. Die Wicklungsart kann sein, was als „vertikales Wickelsystem“ bezeichnet wird, bei dem eine Wickelachse im Gehäuse 21 in einer Haltung entlang der Längsrichtung (X-Richtung) des Gehäuses 21 untergebracht ist, oder was als „horizontales Wickelsystem“ bezeichnet wird, bei dem die Wickelachse im Gehäuse 21 in einer Haltung entlang einer Höhenrichtung (Z-Richtung) des Gehäuses 21 untergebracht ist. Die Elektrodenanordnung ist nicht auf den Wicklungstyp beschränkt, sondern kann ein laminierter Typ sein, bei dem eine Vielzahl von positiven Elektrodenplatten, negativen Elektrodenplatten und Separatoren, die in einer im Wesentlichen quadratischen Plattenform ausgebildet sind, in der kurzen Richtung (Y-Richtung) des Gehäuses 21 laminiert sind. Das Außengehäuse, in dem die Elektrodenanordnung untergebracht ist, beschränkt sich nicht nur auf das rechteckige Metallgehäuse aus Aluminium oder Edelstahl, wie in der obigen Ausführungsform dargestellt, sondern kann auch ein Beutel sein, in dem die Elektrodenanordnung mit einem filmförmigen Material verpackt ist.
Der Anschluss 22 der Energiespeichervorrichtung 20 hat die Form einer flachen Platte, die auf dem Deckelabschnitt in der Haltung parallel zum Deckelabschnitt des Gehäuses 21 angeordnet ist. Alternativ kann der Anschluss 22 eine Laschenform aufweisen, die von der Innenseite des Gehäuses am Ende des Gehäuses der Energiespeichervorrichtung nach außen ragt. Der laschenförmige Anschluss kann insbesondere in das oben genannte Taschengehäuse integriert werden. In dem laschenförmigen Anschluss sind die benachbarten Energiespeicher 20 elektrisch miteinander verbunden, indem er laschenförmige Anschluss der benachbarten Energiespeicher 20 durch ein Schweißverfahren ohne Verwendung des in der obigen Ausführungsform beschriebenen Verbindungselements 30 direkt befestigt werden. Wie vorstehend beschrieben, fällt auch der Fall, dass die elektrisch verbundenen benachbarten Anschlüsse in der Öffnung des Isolierelements angeordnet sind, in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung. Auch in der Energiespeichervorrichtung einschließlich dem angeschlossenen laschenförmigen Anschluss ist es notwendig, die Fehlausrichtung mit dem Isolierelement zu verhindern, und der Positionierungsabschnitt der vorliegenden Erfindung kann übernommen werden. Insbesondere kann der Positionierungsabschnitt so angeordnet werden, dass er direkt an der breiten Oberfläche aus der Richtung senkrecht zur breiten Oberfläche des laschenförmigen Anschlusses anliegt, oder der Positionierungsabschnitt kann so angeordnet werden, dass er direkt an dem Ende (Rand) dem Anschluss aus der Richtung parallel zur breiten Oberfläche des laschenförmigen Anschlusses anliegt. Die Fehlausrichtung zwischen Anschluss und Isolierelement kann verhindert werden, so dass die Verarbeitbarkeit des Positionierungsabschnitts der vorliegenden Erfindung verbessert werden kann, wenn die Leiterplatte, der Temperatursensor oder der Spannungssensor elektrisch mit dem Anschluss verbunden ist.
Eine Form, die aus einer beliebigen Kombination der Ausführungsform und der Änderung besteht, ist ebenfalls in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann auf die Energiespeicherapparatur einschließlich der Energiespeichervorrichtung, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, angewendet werden.
Bezugszeichenliste

1:: Energiespeicherapparatur
10:: Außengehäuse
11:: Deckel
12:: Außengehäusekörper
13, 14:: externer Anschluss
20:: Energiespeichervorrichtung
21:: Gehäuse
22, 22a:: Anschluss
26, 46:: Positionierungsabschnitt
29:: kreisförmiger Abschnitt
30:: Verbindungselement
31:: gegenüberliegende Abschnitt
32:: gebogener Abschnitt
40, 40A:: Halteelement (Isolierelement)
41:: Öffnung
41a:: Öffnung des Verbindungselements
41b:: Öffnung der Sammelschiene
43a, 43b:: umgebende Wand
44:: Balken
47:: Widerlagerwand
48:: Bindungsbereich
49:: Gasströmungskanal
50:: Substrat
221:: Elektrodenanschluss
222, 222a:: Isolierabschnitt
223:: Anschlussanordnungsfläche
261, 461:: Anschlagabschnitt
262, 462:: geneigter Abschnitt
311:: Durchgangsbohrung
431:: erste Wandfläche
432:: zweite Wandfläche
433:: dritte Wandfläche
B:: Klebstoff

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013175442 A [0003]

Claims

Energiespeicherapparatur, umfassend: eine Energiespeichervorrichtung; und ein Isolierelement mit einer Öffnung, die einem Anschluss der Energiespeichervorrichtung entspricht, wobei eines der Isolierelemente und der Anschluss der Energiespeichervorrichtung einen Positionierungsabschnitt umfasst, der an einer Seitenfläche eines anderen in der Öffnung des Isolierelements anliegt.
Energiespeicherapparatur nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Vielzahl der Energiespeichervorrichtungen, die in einer ersten Richtung Seite an Seite angeordnet sind; und ein Verbindungselement, das Elektrodenanschlüsse, die Teile der Anschlüsse der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen sind, elektrisch verbindet, wobei der Positionierungsabschnitt ein Vorsprung ist, der in Richtung wenigstens einer der ersten Richtung und/oder einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung in der Öffnung vorsteht.
Energiespeicherapparatur nach Anspruch 1 oder 2, des Weiteren umfassend eine Vielzahl der Energiespeichervorrichtungen, die in einer ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei jede der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen eine Flachbatterie mit einer Elektrodenanordnung und einem Gehäuse ist, in dem die Elektrodenanordnung untergebracht ist, wobei jede der Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen mit einer langen Seitenfläche des Gehäuses in Richtung der ersten Richtung und mit einer kurzen Seitenfläche des Gehäuses in Richtung einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung angeordnet ist, und der Positionierungsabschnitt ein Vorsprung ist, der an der Seitenfläche des anderen parallel zur zweiten Richtung anliegt.
Energiespeicherapparatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Positionierungsabschnitt einen Anschlagabschnitt, der an der Seitenfläche des anderen anliegt, und einen geneigten Abschnitt umfasst, der so geneigt ist, dass er von der Seitenfläche des anderen getrennt ist, wenn der geneigte Abschnitt von dem Anschlagabschnitt entfernt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherapparatur, bei dem ein Isolierelement mit einer Öffnung verwendet wird, die einem Anschluss einer Energiespeichervorrichtung entspricht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen des Isolierelements so, dass eine Innenfläche des Isolierelements nach oben zeigt; und Veranlassen, dass der Anschluss in die Öffnung des Isolierelements eintritt, während der Anschluss der Energiespeichervorrichtung nach unten zeigt, und Veranlassen, dass ein in einem der Isolierelemente vorgesehener Positionierungsabschnitt und der Anschluss an einer Seitenfläche eines anderen anliegen.