DE112020002050T5

DE112020002050T5 - Leistungsspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE112020002050T5
Application number: DE112020002050.9T
Authority: DE
Inventors: Naoto Morisaku; Hirokazu Kotake; Satoshi Morioka; Motoyoshi Okumura; Takuro KIKUCHI
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2020241585A1; CN113875072A; US20220247023A1; CN113875072B; JPWO2020241585A1; JP7137703B2

Abstract

Eine Leistungsspeichervorrichtung (1) hat ein Modullaminat (2), das eine Vielzahl Leistungsspeichermodule (4) hat, die in einer Richtung angeordnet sind; ein Paar Endplatten (8, 8), die jeweils an beiden Enden des Modullaminats in der einen Richtung angeordnet sind; eine Befestigungsschraube (9), die so konfiguriert ist, dass sie das Paar Endplatten um das Modullaminat (2) herum zusammen befestigt und über die Endplatte eine vorbestimmte Haltekraft auf das Modullaminat ausübt; und ein Kragenelement (30) mit einem Durchgangsloch (33), durch das das Befestigungselement eingeführt werden kann, wobei das Kragenelement durch das Paar Endplatten um das Modullaminat herum sandwichartig angeordnet ist. Das Durchgangsloch des Kragenelements ist exzentrisch in Bezug auf eine Mittelachse (C30) des Kragenelements, so dass es sich einer Seite nähert, auf der das Modullaminat angeordnet ist.

Description

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Leistungsspeichervorrichtung.
Eine in einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug und dergleichen eingebaute Leistungsspeichervorrichtung ist bekannt. Als eine solche Leistungsspeichervorrichtung offenbart beispielsweise die Druckschrift JP 2001 - 236 937 A eine Leistungsspeichervorrichtung (Batteriepaket), die eine Vielzahl von Batteriemodulen (Batteriezellen), ein Paar von Endplatten, die an beiden Enden in einer Laminierrichtung eines durch Laminieren dieser Batteriemodule erhaltenen Modullaminats angeordnet sind, und ein Befestigungselement, das das Paar der Endplatten befestigt, hat. Das Befestigungselement befindet sich, von der Laminierrichtung aus gesehen, außerhalb einer äußeren Form eines Leistungsspeichermoduls (um das Modullaminat).
Durch Einsetzen eines Kragenelements mit einem bestimmten Abstand in das Befestigungselement und Einspannen des Kragenelements zwischen dem Paar der Endplatten kann der Abstand zwischen dem Paar der Endplatten in geeigneter Weise beibehalten werden. Das Paar der Endplatten kann nämlich eine geeignete Rückhaltekraft auf das Modullaminat ausüben. Ferner ist es wünschenswert, die Befestigungselemente in einem möglichst kurzen Abstand anzuordnen, um die Verformung des Paars der Endplatten zu unterdrücken, und es ist besonders wünschenswert, einen Spalt zwischen den mit dem dazwischen eingefügten Modullaminat angeordneten Befestigungselementen zu verkürzen.
Eine Aufgabe eines Gesichtspunkts der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Leistungsspeichervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Spalt zwischen Befestigungselementen zu verkürzen, die mit einem dazwischen angeordneten Modullaminat angeordnet sind.
Eine Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung hat: ein Modullaminat mit einer Vielzahl von Leistungsspeichermodulen, die in einer Richtung angeordnet sind; ein Paar Endplatten, die jeweils an beiden Enden des Modullaminats in der einen Richtung angeordnet sind; ein Befestigungselement, das so konfiguriert ist, dass es das Paar Endplatten um das Modullaminat herum zusammen befestigt und über die Endplatten eine vorbestimmte Rückhaltekraft auf das Modullaminat ausübt; und ein Kragenelement mit einem Durchgangsloch, durch das das Befestigungselement eingeführt werden kann, und das Kragenelement durch das Paar Endplatten um das Modullaminat herum sandwichartig angeordnet ist, wobei das Durchgangsloch des Kragenelements in Bezug auf eine Mittelachse des Kragenelements exzentrisch ist, um sich einer Seite zu nähern, an der das Modullaminat angeordnet ist.
In der Leistungsspeichervorrichtung dieser Konfiguration ist das Durchgangsloch des Kragenelements in Bezug auf die Mittelachse des Kragenelements exzentrisch, so dass es sich der Seite nähert, an der das Modullaminat angeordnet ist. In dieser Konfiguration ist es möglich, einen Abstand zwischen den Befestigungselementen zu verkürzen, wenn die Kragenelemente mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat angeordnet sind, verglichen mit einem Fall, in dem die Position des in dem Kragenelement ausgebildeten Durchgangslochs mit der Mittelachse des Kragenelements übereinstimmt. Dadurch ist es möglich, einen Spalt zwischen den Befestigungselementen zu verkürzen, die mit dem dazwischen eingefügten Modullaminat angeordnet sind.
In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann das Leistungsspeichermodul eine bipolare Batterie sein, in der bipolare Elektroden, die jeweils eine positive Elektrodenschicht, die auf einer Oberfläche eines Stromkollektors ausgebildet ist, und eine negative Elektrodenschicht, die auf der anderen Oberfläche ausgebildet ist, aufweisen, über einen Separator laminiert sind, und das Modullaminat kann so ausgebildet sein, dass eine Vielzahl der bipolaren Batterien über eine leitende Platte laminiert sind. Da in dieser Konfiguration die Verformung des Paars der Endplatten unterdrückt und dessen Ebenheit beibehalten wird, kann die Endplatte gleichmäßig auf das Modullaminat drücken. Da der elektrische Kontakt zwischen den bipolaren Batterien über die leitende Platte zufriedenstellend ist, kann die Batterieleistung der Leistungsspeichervorrichtung verbessert werden.
In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann das Kragenelement so geformt sein, dass ein verriegelter Abschnitt in mindestens einem der beiden Endabschnitte ausgebildet ist, die das Paar Endplatten berühren, und die Endplatten, die den verriegelten Abschnitt berühren, können mit einem Verriegelungsabschnitt versehen sein, der zum Verriegeln des verriegelten Abschnitts konfiguriert ist. Dementsprechend kann die Drehung des Kragenelements in Bezug auf die Endplatte durch eine einfache Konfiguration reguliert werden.
In der Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann das Kragenelement so ausgebildet sein, dass ein innerer Abschnitt und ein äußerer Abschnitt in einer Bezugsrichtung unterschiedliche Seitenflächenformen aufweisen, wobei die Bezugsrichtung eine Richtung von der Außenseite der Endplatte zu der Innenseite der Endplatte ist, der Verriegelungsabschnitt kann einen ersten Verriegelungsabschnitt aufweisen, der so konfiguriert ist, dass er den verriegelten Abschnitt verriegelt, wenn das Kragenelement in einer korrekten Ausrichtung der Bezugsrichtung an der Leistungsspeichervorrichtung montiert ist, und einen zweiten Verriegelungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den verriegelten Abschnitt verriegelt, wenn das Kragenelement in einer nicht korrekten Ausrichtung in der Bezugsrichtung an der Leistungsspeichervorrichtung montiert ist, und der Verriegelungsabschnitt kann so geformt sein, dass ein Teil des Kragenelements das Modullaminat berührt, wenn der verriegelte Abschnitt zusammengebaut ist, während er an den zweiten Verriegelungsabschnitt verriegelt ist, und das Kragenelement das Modullaminat nicht berührt, wenn der verriegelte Abschnitt montiert ist, während er mit dem ersten Verriegelungsabschnitt verriegelt ist.
In der Leistungsspeichervorrichtung mit dieser Konfiguration kann das Kragenelement nicht zusammengebaut werden, da ein Teil des Kragenelements das Modullaminat berührt, selbst wenn versucht wird, das Kragenelement in einer nicht korrekten Ausrichtung zusammenzubauen. Dementsprechend ist es möglich, zu verhindern, dass das Kragenelement in der falschen Ausrichtung zusammengebaut wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Spalt zwischen Befestigungselementen zu verkürzen, die mit einem zwischen diesen angeordneten Modullaminat angeordnet sind.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Leistungsspeichervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht der Leistungsspeichervorrichtung, die aus einer Richtung II-II in der 1 betrachtet wird.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Leistungsspeichermodul zeigt, das in der in der 1 gezeigten Leistungsspeichervorrichtung vorhanden ist.
4 ist eine Querschnittsansicht eines Kragenelements und eines Befestigungselements, die aus einer Richtung IV-IV in der 1 betrachtet sind.
5(a) ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt entlang einer Erstreckungsrichtung eines Kragenelements eines V-Teils in der 1 zeigt.
5(b) ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt rechtwinkelig zu der Erstreckungsrichtung des Kragenelements zeigt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Wirkung der Leistungsspeichervorrichtung gemäß der Ausführungsform beschreibt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Teil einer Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel zeigt.
8(a) ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Kragenelement an einer Leistungsspeichervorrichtung gemäß einem anderen modifizierten Beispiel in einer falschen Richtung montiert ist.
8(b) ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Kragenelement gemäß einem anderen modifizierten Beispiel in einer korrekten Ausrichtung an der Leistungsspeichervorrichtung montiert ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In der Beschreibung der Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen oder gleichwertigen Elemente verwendet, und eine doppelte Beschreibung wird weggelassen.
Eine in den 1 und 2 dargestellte Leistungsspeichervorrichtung 1 wird als Batterie für verschiedene Fahrzeuge wie Gabelstapler, Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge verwendet. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 hat ein Modullaminat 2, das eine Vielzahl von laminierten Leistungsspeichermodulen 4 und ein Rückhalteelement 3 hat, das in einer Laminierrichtung (eine Richtung) D1 des Modullaminats 2 eine Rückhaltebelastung auf das Modullaminat 2 ausübt.
Das Modullaminat 2 hat eine Vielzahl von Leistungsspeichermodulen 4 und eine Vielzahl von leitenden Platten 5. Das Leistungsspeichermodul 4 ist eine Sekundärbatterie mit einer positiven Elektrode 16, in der eine Schicht aus aktivem Material für die positive Elektrode auf einer Oberfläche eines leitenden Stromkollektors 15 ausgebildet ist, einer negativen Elektrode 17, in der eine Schicht aus aktivem Material für die negative Elektrode auf einer Oberfläche des Stromkollektors 15 ausgebildet ist, und einem Leistungserzeugungselement, das eine Elektrolytschicht aufweist, die eine elektrolytische Lösung in einem zwischen der positiven Elektrode 16 und der negativen Elektrode 17 vorgesehenen Separator 13 hält, ist eine bipolare Batterie, die eine Vielzahl von laminierten bipolaren Elektroden 14 hat und sie aus der Laminierrichtung D1 betrachtet eine rechteckige Form hat. Das Leistungsspeichermodul 4 ist beispielsweise eine Sekundärbatterie wie eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie oder eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, und in der folgenden Beschreibung wird beispielhaft eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie beschrieben.
Die in der Laminierrichtung D1 benachbarten Leistungsspeichermodule 4 sind über die leitende Platte 5 elektrisch miteinander verbunden. Die leitende Platte 5 besteht beispielsweise aus einer eine gute Leitfähigkeit aufweisenden Metallplatte. Dabei sind die Leistungsspeichermodule 4 an dem laminierten Ende des Modullaminates 2 angeordnet und die leitende Platte 5 ist zwischen den in Laminierrichtung D1 benachbarten Leistungsspeichermodulen 4 angeordnet. Eine leitende Platte P, die sich von der leitenden Platte 5 unterscheidet, ist in der Laminierrichtung außerhalb des Leistungsspeichermoduls 4 angeordnet, das sich am laminierten Ende befindet. Die leitende Platte P besteht zum Beispiel aus einer Metallplatte mit guter Leitfähigkeit oder ähnlichem. Dementsprechend ist die Vielzahl der Leistungsspeichermodule 4 in der Laminierrichtung D1 in Reihe geschaltet. Ein positiver Elektrodenanschluss 6 ist mit einer leitenden Platte P verbunden, und ein negativer Elektrodenanschluss 7 ist mit der anderen leitenden Platte P verbunden. Der positive Elektrodenanschluss 6 und der negative Elektrodenanschluss 7 sind beispielsweise aus dem Randbereich der leitenden Platte P in einer Richtung (erste Richtung D2) herausgezogen, die die Laminierrichtung D1 schneidet. Die Leistungsspeichervorrichtung 1 wird über den positiven Elektrodenanschluss 6 und den negativen Elektrodenanschluss 7 geladen und entladen.
Die leitende Platte 5, die zwischen den Leistungsspeichermodulen 4 angeordnet ist, ist mit einer Vielzahl von Strömungswegen 5a versehen, durch die ein Kühlfluid, wie z. B. Luft, fließt. Die mehreren Strömungswege 5a erstrecken sich beispielsweise in einer Richtung (zweite Richtung D3), die die Laminierrichtung D1 und jede der Zeichenrichtungen des positiven Elektrodenanschlusses 6 und des negativen Elektrodenanschlusses 7 schneidet (rechtwinkelig dazu). Die leitende Platte 5 weist eine Funktion als ein Verbindungselement auf, das benachbarte Leistungsspeichermodule 4 elektrisch miteinander verbindet. Darüber hinaus hat die leitende Platte 5 auch eine Funktion als wärmeabstrahlendes Element, das die von dem Leistungsspeichermodul 4 erzeugte Wärme ableitet, indem es eine Kühlflüssigkeit durch die Vielzahl von Strömungswegen 5a zirkulieren lässt. In dem Beispiel der 1 ist die Fläche der leitenden Platte 5 von der Laminierrichtung D1 aus gesehen kleiner als die Fläche des Leistungsspeichermoduls 4, aber vom Standpunkt der Verbesserung der Wärmeableitung kann die Fläche der leitenden Platte 5 die gleiche sein wie die Fläche des Leistungsspeichermoduls 4 oder größer als die Fläche des Leistungsspeichermoduls 4. Außerdem liegen die Laminierrichtung D1, die erste Richtung D2 und die zweite Richtung D3 rechtwinkelig zueinander.
Das Rückhalteelement 3 hat ein Paar Endplatten 8, die das Modullaminat 2 in der Laminierrichtung D1 zwischen sich aufnehmen, sowie eine Befestigungsschraube 9 und eine Mutter 10, die die Endplatten 8 aneinander befestigen. Die Endplatte 8 ist eine rechteckige Metallplatte mit einer Fläche, die um eine Größe größer ist als die Flächen des Leistungsspeichermoduls 4, der leitenden Platte 5 und der leitenden Platte P, wenn man sie aus der Laminierrichtung D1 betrachtet. Eine Isolierplatte F mit elektrischer Isolierung ist auf der Oberfläche der Endplatte 8 auf der Seite des Modullaminats 2 vorgesehen. Die Endplatte 8 und die leitende Platte P sind durch die Isolierplatte F gegeneinander isoliert.
Ein oder mehrere Durchgangslöcher 8a sind in einem Randabschnitt 8b der Endplatte 8 vorgesehen, der ein Bereich ist, der einen dem Modullaminat 2 zugewandten Abschnitt in der Endplatte 8 umgibt. Die Befestigungsschraube 9 ist von der Durchgangsbohrung 8a der einen Endplatte 8 zu der Durchgangsbohrung 8a der anderen Endplatte 8 eingeführt. Die Mutter 10 wird auf den aus dem Durchgangsloch 8a der anderen Endplatte 8 herausragenden Spitzenabschnitt der Befestigungsschraube 9 geschraubt. Dementsprechend sind das Leistungsspeichermodul 4, die leitende Platte 5 und die leitende Platte P durch die Endplatten 8 sandwichartig miteinander verbunden und bilden zusammen das Modullaminat 2. Die Befestigungsschraube 9 übt über das Paar der Endplatten 8 und 8 eine vorbestimmte Haltekraft auf das Modullaminat 2 aus. Das heißt, das Modullaminat 2 ist durch das Paar der Endplatten 8 und 8 in der Laminierrichtung D1 mit einer Haltekraft beaufschlagt. In dieser Ausführungsform ist die Befestigungsschraube 9 in die Durchgangsbohrung des aus einem Metallmaterial wie Aluminium oder Eisen ausgebildeten Kragenelements 30 eingeführt. Das Kragenelement 30 wird später noch im Detail beschrieben.
Als nächstes wird die Konfiguration des Leistungsspeichermoduls 4 im Detail beschrieben. Wie in der 3 gezeigt ist, hat das Leistungsspeichermodul 4 ein Elektrodenlaminat 11 und eine harzige Dichtmasse 12, die das Elektrodenlaminat 11 versiegelt. Das Elektrodenlaminat 11 hat eine Vielzahl von Elektroden, die in der Laminierrichtung D1 des Leistungsspeichermoduls 4 über den Separator 13 laminiert sind. Diese Elektroden haben eine Vielzahl von bipolaren Elektroden 14, eine negative Elektrodenabschlusselektrode 18 und eine positive Elektrodenabschlusselektrode 19. Das heißt, das Elektrodenlaminat 11 hat ein bipolares Elektrodenlaminat, in dem die mehreren bipolaren Elektroden 14 und die mehreren Separatoren 13, die eine Elektrolytlösung halten, abwechselnd laminiert sind, eine negative Elektrodenabschlusselektrode 18, die an einem Ende des bipolaren Elektrodenlaminats in der Laminierrichtung D1 über den Separator 13 angeordnet ist, und eine positive Elektrodenabschlusselektrode 19, die an dem anderen Ende des bipolaren Elektrodenlaminats in der Laminierrichtung D1 über den Separator 13 angeordnet ist. Jede der bipolaren Elektrode 14, der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 und der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 hat beispielsweise von der Laminierrichtung D1 aus betrachtet eine rechteckige Form.
Die bipolare Elektrode 14 hat einen Stromkollektor 15, der eine Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 und die andere Oberfläche 15b auf der der einen Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 gegenüberliegenden Seite hat, eine positive Elektrode (positive Elektrodenschicht) 16, die auf einer Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 vorgesehen ist, und eine negative Elektrode (negative Elektrodenschicht) 17, die auf der anderen Oberfläche 15b vorgesehen ist. Die positive Elektrode 16 ist durch Aufbringen eines positiven Elektrodenaktivmaterials auf den Stromkollektor 15 ausgebildet. Als aktives Material für die positive Elektrode 16 kann zum Beispiel Nickelhydroxid verwendet werden. Die negative Elektrode 17 ist durch Aufbringen eines negativen elektrodenaktiven Materials auf den Stromkollektor 15 ausgebildet. Als aktives Material der negativen Elektrode, das die negative Elektrode 17 ausbildet, kann zum Beispiel eine Wasserstoffspeicherlegierung verwendet werden.
In dieser Ausführungsform ist der Ausbildungsbereich der positiven Elektrode 16 in einer Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 eine Größe kleiner als der Ausbildungsbereich der negativen Elektrode 17 in der anderen Oberfläche 15b des Stromkollektors 15. In dem Elektrodenlaminat 11 ist die positive Elektrode 16 einer bipolaren Elektrode 14 der negativen Elektrode 17 einer anderen bipolaren Elektrode 14 zugewandt, die benachbart zu einer Seite der Laminierrichtung D1 liegt, und der Separator 13 ist dazwischen angeordnet. In dem Elektrodenlaminat 11 ist die negative Elektrode 17 einer bipolaren Elektrode 14 der positiven Elektrode 16 einer anderen bipolaren Elektrode 14 zugewandt, die benachbart an der anderen Seite der Laminierrichtung D1 liegt, und der Separator 13 ist dazwischen angeordnet.
Die negative Elektrodenabschlusselektrode 18 hat den Stromkollektor 15 und die negative Elektrode 17, die auf einer Oberfläche 15b des Stromkollektors 15 vorgesehen ist. Die negative Elektrodenabschlusselektrode 18 ist so angeordnet, dass die mit der negativen Elektrode 17 versehene Oberfläche 15b der positiven Elektrode 16 der bipolaren Elektrode 14 zugewandt ist, die dazu benachbart liegt, wobei der Separator 13 in der Laminierrichtung D1 dazwischen angeordnet ist. Die andere Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 bildet eine äußere Oberfläche auf einer Seite der Laminierrichtung D1 des Leistungsspeichermoduls 4 und ist elektrisch mit mindestens einer aus der leitenden Platte 5 und der leitenden Platte P auf einer Seite benachbart zu dem Leistungsspeichermodul 4 verbunden (siehe 1).
Die positive Elektrodenabschlusselektrode 19 hat den Stromkollektor 15 und die positive Elektrode 16, die auf einer Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 vorgesehen ist. Die positive Elektrodenabschlusselektrode 19 ist so vorgesehen, dass die mit der positiven Elektrode 16 versehene Oberfläche 15a der negativen Elektrode 17 der dazu benachbart liegenden bipolaren Elektrode 14 zugewandt ist, und der Separator 13 ist in der Laminierrichtung D1 dazwischen angeordnet. Die andere Oberfläche 15b des Stromkollektors 15 der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 bildet auf der anderen Seite der Laminierrichtung D1 des Leistungsspeichermoduls 4 eine Außenfläche und ist elektrisch mit mindestens einer aus der leitenden Platte 5 und der leitenden Platte P auf der anderen Seite neben dem Leistungsspeichermodul 4 verbunden (siehe 1).
Der Stromkollektor 15 besteht zum Beispiel aus einer Nickelplatte, deren Oberfläche beschichtet ist, einer Stahlplatte, deren Oberfläche beschichtet ist, oder ähnlichem. Hier besteht der Stromkollektor 15 aus einer vernickelten Stahlplatte, die durch Beschichtung der Oberfläche der Stahlplatte mit Nickel erhalten wird. Für das Stahlblech, das als Basismaterial der beschichteten Stahlplatte verwendet wird, wird beispielsweise ein gewöhnlicher Stahl wie ein Walzstahl oder ein Spezialstahl wie rostfreier Stahl verwendet. Der Stromkollektor 15 hat aus der Laminierrichtung D1 betrachtet eine rechteckige Form. Ein Randabschnitt 15c des Stromkollektors 15 ist mit einem rechteckigen, rahmenförmigen nicht beschichteten Bereich versehen, in dem das aktive Material der positiven Elektrode und das aktive Material der negativen Elektrode nicht beschichtet sind.
Der Separator 13 ist z. B. in einer Form eines Blattes ausgebildet. Beispiele für den Separator 13 sind eine poröse Folie aus einem Polyolefinharz wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), ein Gewebe aus Polypropylen, Methylcellulose und dergleichen sowie ein Vliesstoff. Der Separator 13 kann mit einem Vinylidenfluoridharzverbund verstärkt sein.
Die Dichtmasse 12 ist als Ganzes in einer Form einer rechteckigen Röhre z. B. durch ein isolierendes Harz ausgebildet. Die Dichtmasse 12 ist auf einer Seitenfläche 11a des Elektrodenlaminats 11 angebracht und umgibt den Randbereich 15c jedes Stromkollektors 15. Die Dichtmasse 12 hält den Randbereich 15c jedes Stromkollektors 15 in der Seitenfläche 11a des Elektrodenlaminats 11. Die Dichtmasse 12 hat eine Vielzahl von ersten Dichtungsabschnitten 21, die mit dem Randabschnitt 15c jedes Stromkollektors 15 verbunden sind, und einen zweiten Dichtungsabschnitt 22, der einen Abschnitt hat, der sich in der Laminierrichtung D1 erstreckt, um die Seitenfläche 11a des Elektrodenlaminats 11 zu bedecken, und der mit jedem der Vielzahl von ersten Dichtungsabschnitten 21 verbunden ist. Der erste Dichtungsabschnitt 21 und der zweite Dichtungsabschnitt 22 sind aus einem isolierenden Harz mit Alkalibeständigkeit hergestellt. Beispiele für die Materialien, aus denen der erste Dichtungsabschnitt 21 und der zweite Dichtungsabschnitt 22 bestehen, sind Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS), modifizierter Polyphenylenether (modifiziertes PPE) und dergleichen.
Der erste Dichtungsabschnitt 21 ist in dem nicht beschichteten Bereich des Randabschnitts 15c des Stromkollektors 15 zwischen dem Paar gegenüberliegender Elektroden vorgesehen. Der erste Dichtungsabschnitt 21 hat aus der Laminierrichtung D1 betrachtet eine rechteckige Form. In dieser Ausführungsform ist der erste Dichtungsabschnitt 21 nicht nur für den Stromkollektor 15 der bipolaren Elektrode 14 vorgesehen, sondern auch für den Stromkollektor 15 der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 und den Stromkollektor 15 der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19. Bei der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 ist der erste Dichtungsabschnitt 21 in den Randabschnitten 15c sowohl der einen Oberfläche 15a als auch der anderen Oberfläche 15b des Stromkollektors 15 vorgesehen, und bei der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 ist der erste Dichtungsabschnitt 21 in den Randabschnitten 15c sowohl der einen Oberfläche 15a als auch der anderen Oberfläche 15b des Stromkollektors 15 vorgesehen.
Der erste Dichtungsabschnitt 21 hat einen Überlappungsabschnitt K, der aus der Laminierrichtung D1 betrachtet den Randabschnitt 15c des Stromkollektors 15 überlappt. Der erste Dichtungsabschnitt 21, der zwischen dem Paar gegenüberliegender Elektroden vorgesehen ist, ist beispielsweise durch Ultraschallschweißen und Heißschweißen in dem überlappenden Abschnitt K luftdicht mit dem Stromkollektor 15 einer Elektrode verbunden. Der erste Dichtungsabschnitt 21 ist beispielsweise unter Verwendung eines Films mit einer vorbestimmten Dicken in der Laminierrichtung D1 gebildet. Der erste Dichtungsabschnitt 21 hat einen inneren Abschnitt, der sich zwischen den Randabschnitten 15c der Stromkollektoren 15 befindet, die in der Laminierrichtung D1 zueinander benachbart liegen, und einen äußeren Abschnitt, der von dem Außenrand des Stromkollektors 15 nach außen ragt, und der äußere Abschnitt ist durch den zweiten Dichtungsabschnitt 22 gehalten. In den ersten Dichtungsabschnitten 21, die in der Laminierrichtung D1 aneinandergrenzen, können die äußeren Abschnitte durch Schweißmittel wie Ultraschallschweißen und Wärmeschweißen miteinander verbunden sein.
In dem Elektrodenlaminat 11 ist der erste Dichtungsabschnitt 21, der zwischen den in der Laminierrichtung D1 benachbart liegenden Elektroden angeordnet ist, mit einem Stufenabschnitt 23 versehen, um den Randabschnitt des Separators 13 auf dessen Innenabschnitt zu legen. Der Stufenabschnitt 23 kann durch Zurückfalten eines einzelnen Films gebildet werden, der an dem ersten Dichtungsabschnitt 21 den äußeren Abschnitt bildet. Der Stufenabschnitt 23 kann gebildet werden, indem der Film, der die obere Stufe bildet, über den Film gelegt wird, der die untere Stufe bildet.
Der zweite Dichtungsabschnitt 22 befindet sich außerhalb des Elektrodenlaminats 11 und des ersten Dichtungsabschnitts 21 und bestimmt die Außenwand (Gehäuse) des Leistungsspeichermoduls 4. Der zweite Dichtungsabschnitt 22 wird z. B. durch Spritzgießen eines Harzes gebildet und erstreckt sich in der Laminierrichtung D1 über die gesamte Länge der Seitenfläche 11a des Elektrodenlaminats 11. Der zweite Dichtungsabschnitt 22 weist eine rechteckige Rahmenform auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt, die der Laminierrichtung D1 entspricht. Der zweite Dichtungsabschnitt 22 ist mit dem äußeren Randabschnitt des ersten Dichtungsabschnitts 21 verschweißt, beispielsweise durch Wärme während des Spritzgießens.
Der zweite Dichtungsabschnitt 22 hat einen Überhangabschnitt 24, der an jedem der beiden Endabschnitte in der Laminierrichtung D1 ausgebildet ist. Ein Überhangabschnitt 24 ragt an der Innenrandseite des ersten Dichtungsabschnitts 21 vor, der an einem Endabschnitt der Laminierrichtung D1 eine rechteckige Rahmenform aufweist und mit dem ersten Dichtungsabschnitt 21 verbunden ist, der mit einer Oberfläche 15a des Stromkollektors 15 der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 verschweißt ist, die die Außenfläche des Leistungsspeichermoduls 4 ausbildet. Der andere überhängende Abschnitt 24 ragt an dem Innenrand des ersten Dichtungsabschnitts 21 vor, der eine rechteckige Rahmenform am anderen Endabschnitt der Laminierrichtung D1 aufweist, und ist mit dem ersten Dichtungsabschnitt 21 verbunden, der mit der Oberfläche 15b des Stromkollektors 15 der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 verschweißt ist, die die Außenfläche des Leistungsspeichermoduls 4 bildet. Eine Spitze 24a des Überhangabschnitts 24 ist so angeordnet, dass sie den Überlappungsabschnitt K in der Laminierrichtung D1 betrachtet zwischen dem Stromkollektor 15 und dem ersten Dichtungsabschnitt 21 überlappt.
Der erste Dichtungsabschnitt 21 und der zweite Dichtungsabschnitt 22 bilden zwischen den benachbarten Elektroden einen Innenraum V und dichten den Innenraum V ab. Genauer gesagt dichtet der zweite Dichtungsabschnitt 22 jeden Spalt zwischen den bipolaren Elektroden 14, die in der Laminierrichtung D1 aneinandergrenzen, einen Spalt zwischen der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 und der bipolaren Elektrode 14, die in der Laminierrichtung D1 zueinander benachbart liegen, und einen Spalt zwischen der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 und der bipolaren Elektrode 14, die in der Laminierrichtung D1 aneinandergrenzen, zusammen mit dem ersten Dichtungsabschnitt 21 ab. Dementsprechend wird der luftdicht unterteilte Innenraum V zwischen den benachbarten bipolaren Elektroden 14, zwischen der negativen Elektrodenabschlusselektrode 18 und der bipolaren Elektrode 14 und zwischen der positiven Elektrodenabschlusselektrode 19 und der bipolaren Elektrode 14 ausgebildet. Eine wässrige elektrolytische Lösung (nicht dargestellt), die eine alkalische Lösung wie eine wässrige Kaliumhydroxidlösung enthält, ist in dem Innenraum V gelagert. Die elektrolytische Lösung ist in den Separator 13, die positive Elektrode 16 und die negative Elektrode 17 getränkt.
Beim Verschweißen des ersten Dichtungsabschnitts 21 mit dem Stromkollektor 15 kann die Oberfläche des Stromkollektors 15 aufgeraut werden, beispielsweise durch elektrolytisches Beschichten. Die Aufrauhung kann zumindest auf dem Teil des Stromkollektors 15 erfolgen, auf den der erste Dichtungsabschnitt 21 geschweißt wird. In dieser Ausführungsform kann mindestens eine Oberfläche 15a in dem Stromkollektor 15, der die bipolare Elektrode 14 bildet, aufgeraut werden, und sowohl die eine Oberfläche 15a als auch die andere Oberfläche 15b in dem Stromkollektor 15, der die negative Elektrodenabschlusselektrode 18 bildet, und in dem Stromkollektor 15, der die positive Elektrodenabschlusselektrode 19 bildet, können aufgeraut sein.
Als nächstes wird die Konfiguration des Kragenelements 30 näher beschrieben, durch das die Befestigungsschraube 9 eingeführt ist. Das Kragenelement 30 ist ein rohrförmiges Element und ist mit einem Durchgangsloch 33 versehen, durch das die Befestigungsschraube 9 eingeführt ist. Wie in den 1 und 4 gezeigt, sind die Befestigungsschrauben 9 in der Laminierrichtung D1 betrachtet an der Außenseite der äußeren Form des Modullaminats 2 angeordnet und sind entlang der langen Seiten angeordnet, die einander in dem Modullaminat 2 gegenüberliegen. In ähnlicher Weise sind die Kragenelemente 30 in der Laminierrichtung D1 betrachtet ebenfalls an der Außenseite der Außenform des Modullaminats 2 angeordnet und sind entlang der Längsseiten angeordnet, die einander in dem Modullaminat 2 gegenüberliegen. In dieser Ausführungsform sind fünf Paare von Farbelementen so angeordnet, dass das Paar von Kragenelementen 30 und 30 (siehe die 4) das Modullaminat 2 (siehe 1) einklemmen. Die Richtung, in der die beiden Kragenelemente 30 und 30 einander gegenüberliegen, entspricht der zweiten Richtung D3.
Die 4 ist eine Querschnittsansicht, die die Kragenelemente 30 zeigt, die so angeordnet sind, dass sie sich in der zweiten Richtung D3 gegenüberliegen und durch die die Befestigungsschraube 9 eingeführt sind. Wie in der 4 gezeigt ist, ist das in dem Kragenelement 30 ausgebildete Durchgangsloch 33 exzentrisch in Bezug auf die Mittelachse C30 des Kragenelements 30, so dass es sich der Seite nähert, auf der das Modullaminat 2 angeordnet ist. Mit anderen Worten, das in dem Kragenelement 30 ausgebildete Durchgangsloch 33 ist exzentrisch, um sich einer Seite zu nähern, an der das Kragenelement 30 angeordnet ist, wobei die Mittelachse C33 des Durchgangslochs der zweiten Richtung D3 zugewandt ist. Außerdem ist die Mittelachse C30 eine Achse, die sich in der Erstreckungsrichtung (der Laminierrichtung D1) des Kragenelements 30 erstreckt.
Da das in dem Kragenelement 30 ausgebildete Durchgangsloch 33 wie oben beschrieben exzentrisch ist, werden in dem Kragenelement 30 ein dicker Abschnitt 30a mit einer dicken Dicke von dem Durchgangsloch 33 zu der Außenumfangsfläche und ein dünner Abschnitt 30b mit einer dünneren Dicke von dem Durchgangsloch 33 zu der Außenumfangsfläche als der dicke Abschnitt 30a ausgebildet. In dieser Ausführungsform sind die dünnen Abschnitte 30b und 30b an einer Position ausgebildet, die näher als die dicken Abschnitte 30a und 30a an dem Modullaminat 2 liegt, mit anderen Worten, an einer Position nahe dem Kragenelement 30, das in die zweite Richtung D3 weist.
Ein verriegelter Abschnitt 32 zum Positionieren (Verhindern der Drehung) des Kragenelements 30 an einer vorbestimmten Position der Endplatte 8 ist an einem Endabschnitt (einem V-Teil von 1) von beiden Enden des Kragenelements 30 bis zu einer vorbestimmten Länge ausgebildet. Wie aus den 5(a) und 5(b) ersichtlich ist, ist der verriegelte Abschnitt 32 so geformt, dass eine Querschnittsform rechtwinkelig zur Erstreckungsrichtung (eine Form der äußeren Umfangsfläche 31b) von dem kreisförmigen Hauptkörperabschnitt 31 in der Erstreckungsrichtung vorsteht. Ein Querschnitt rechtwinkelig zur Erstreckungsrichtung (Laminierrichtung D1) des verriegelten Abschnitts 32 hat eine Form, in der ein bogenförmiger Abschnitt, der in der Draufsicht ein Teil eines Kreises ist, ausgeschnitten ist. Der verriegelte Abschnitt 32 ist nämlich so ausgebildet, dass die äußere Form des Querschnitts rechtwinkelig zur Erstreckungsrichtung eine Umfangsfläche 32a, die als gekrümmter Abschnitt ausgebildet ist, und eine ebene Fläche (verriegelter Abschnitt) 32b, die als gerader Abschnitt ausgebildet ist, hat. Die beiden ebenen Flächen 32b und 32b sind so ausgebildet, dass sie parallel zueinander verlaufen.
In der Endplatte 8 ist ein Verriegelungsabschnitt 80 so ausgebildet, dass er einer Anordnungsposition eines jeden Kragenelements 30 entspricht. In der Endplatte 8 ist der Verriegelungsabschnitt 80 an zehn Positionen ausgebildet. Der Verriegelungsabschnitt 80 ist bereitgestellt, um das Kragenelement 30 in einer vorbestimmten Position der Endplatte 8 zu positionieren. Der Verriegelungsabschnitt 80 ist durch einen Nutabschnitt ausgebildet, der durch Einkerben eines Teils eines von der Endplatte 8 vorstehenden Vorsprungsabschnitts 81 erhalten wird. Insbesondere befinden sich ein Abschnitt, der mit dem Vorsprungsabschnitt 81 versehen ist, und ein Abschnitt, der nicht mit dem Vorsprungsabschnitt 81 versehen ist, in einem streifenförmigen Bereich entlang der langen Seite der Endplatte 8, und ein Abschnitt, der nicht mit dem Vorsprungsabschnitt 81 versehen ist, ist in einer Form (Nutform) ausgebildet, die von den benachbart liegenden Vorsprungsabschnitten 81 und 81 ausgespart ist.
Der Verriegelungsabschnitt 80 ist durch einen Nutabschnitt ausgebildet, der von der Oberfläche des Vorsprungabschnitts 81 ausgespart ist.
Der Vorsprungsabschnitt 81 hat einen Seitenflächenstützabschnitt 80a und einen Endflächenstützabschnitt 80b. Der Seitenflächenstützabschnitt 80a ist ein Abschnitt, der die flache Oberfläche 32b des verriegelten Abschnitts 32 des Kragenelements 30 stützt und ist durch den Seitenflächenabschnitt des Vorsprungabschnitts 81 gebildet. Der Endflächenstützabschnitt 80b ist ein Abschnitt, der die Endfläche 31a des Hauptkörperabschnitts 31 des Kragenelements 30 stützt und ist durch die obere Fläche des Vorsprungabschnitts 81 gebildet.
Als nächstes wird das Verfahren zum Zusammenbau der Leistungsspeichervorrichtung 1 beschrieben. Zunächst wird die Vielzahl Leistungsspeichermodule 4 und die Vielzahl leitende Platten 5 vorbereitet und die Leistungsspeichermodule 4 und die leitenden Platten 5 werden abwechselnd laminiert, um das in den 1 und 2 gezeigte Modullaminat 2 zu bilden. Als nächstes werden die beiden Endplatten 8, die Vielzahl Befestigungsschrauben 9, die Vielzahl Muttern 10 und die Vielzahl Kragenelemente 30 vorbereitet. Dann wird eine Endplatte 8 an einem Ende des Modullaminats 2 in der Laminierrichtung D1 angeordnet, und das andere Ende der Befestigungsschraube 9 wird von der Außenseite der Endplatte 8 durch das Durchgangsloch 8a eingeführt.
Als nächstes wird das Kragenelement 30 von dem anderen Ende der Befestigungsschraube 9 aus nach außen eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der verriegelte Abschnitt 32 des Kragenelements 30 durch den Verriegelungsabschnitt 80 der einen Endplatte 8 verriegelt. Genauer gesagt wird die Endfläche 32c des verriegelten Abschnitts 32, die in der Erstreckungsrichtung an einem Endabschnitt des Kragenelements 30 ausgebildet ist, in Berührung mit der Innenfläche 8c einer Endplatte 8 (der Fläche auf der Anordnungsseite des Modullaminats 2 in einem zusammengebauten Zustand des Leistungsspeichermoduls 4) gebracht, und die flachen Flächen 32b und 32b werden mit dem Seitenflächenstützabschnitt 80a des Verriegelungsabschnitts 80 in Berührung gebracht. Dementsprechend ist das Kragenelement 30 in Bezug auf die eine Endplatte 8 nicht drehbar.
Als nächstes wird das andere Ende der Befestigungsschraube 9, durch das das Kragenelement 30 eingeführt wird, von der Innenseite der anderen Endplatte 8 aus durch das Durchgangsloch 8a der anderen Endplatte 8 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der verriegelte Abschnitt 32 des Kragenelements 30 mit dem Verriegelungsabschnitt 80 der anderen Endplatte 8 verriegelt. Genauer gesagt wird die Endfläche 32c des verriegelten Abschnitts 32, die an dem anderen Endabschnitt des Kragenelements 30 in der Erstreckungsrichtung ausgebildet ist, mit der Innenfläche 8c der anderen Endplatte 8 in Berührung gebracht (die Fläche auf der Anordnungsseite des Modullaminats 2 in einem zusammengebauten Zustand des Leistungsspeichermoduls 4), und die flachen Flächen 32b und 32b werden Berührung mit dem Seitenflächenstützabschnitt 80a des Verriegelungsabschnitts 80 in Berührung gebracht. Dementsprechend ist das Kragenelement 30 in Bezug auf die eine Endplatte 8 nicht drehbar. Anschließend wird die Mutter 10 auf den anderen Endabschnitt der Befestigungsschraube 9 geschraubt, der aus der Durchgangsbohrung 8a der anderen Endplatte 8 herausragt. Auf diese Weise kann die Leistungsspeichervorrichtung 1 zusammengebaut werden.
In der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, ist das Durchgangsloch 33 des Kragenelements 30 exzentrisch in Bezug auf die Mittelachse C30 des Kragenelements 30, so dass es sich der Seite nähert, auf der das Modullaminat 2 in der zweiten Richtung D3 angeordnet ist. Dementsprechend ist es möglich, einen Abstand zwischen den Befestigungsschrauben 9 und 9 zu verkürzen, wenn die Kragenelemente 30 und 30 mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat 2 angeordnet sind, verglichen mit einem Fall, in dem die Position des in dem Kragenelement 30 ausgebildeten Durchgangslochs 33 mit der Mittelachse C30 der Kragenelemente 30 und 30 übereinstimmt. Infolgedessen ist es möglich, einen Spalt zwischen den Befestigungsschraube 9 und 9, die mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat 2 angeordnet sind, zu verkürzen.
6 ist ein Diagramm, das die Verformung der Endplatte 8 veranschaulicht, die auftreten kann, wenn das Modullaminat 2 mit dem zwischen dem Paar Endplatten 8 und 8 eingelegten Modullaminat 2 befestigt (unter Druck gesetzt) wird. Da es in dieser Ausführungsform möglich ist, einen Spalt zwischen den Befestigungsschraube 9 und 9, die mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat 2 angeordnet sind, relativ zu verkürzen, ist es möglich, die in der 6 dargestellte Verformung der Endplatte 8 zu unterdrücken.
Ferner ist die Verformung der Endplatte 8 eine Verformung, in der sich der Randabschnitt 8b dem Modullaminat 2 im Vergleich zum Mittelabschnitt nähert. Da die Verformung in dieser Ausführungsform unterdrückt wird, ist der Verformungsbetrag sehr gering. Allerdings ist die vom Kragenelement 30 auf den Randabschnitt 8b (Teil A in 6) ausgeübte Wirkung aufgrund der Verformung größer als die des mittleren Abschnitts (Teil B in 6) der Endplatte 8. In dieser Ausführungsform ist, wie in 4 gezeigt, ein Abschnitt, auf den eine relativ große Kraft von dem Kragenelement 30 ausgeübt wird, d.h. ein Teil des Kragenelements 30, der dem Randabschnitt 8b (B-Teil in 6) der Endplatte 8 entspricht, mit dem dicken Abschnitt 30a versehen, der eine große Berührungsfläche mit der Endplatte 8 hat. Dementsprechend kann die Beschädigung der Endplatte 8 reduziert werden, da die Kraft pro Flächeneinheit verringert ist, die von dem Kragenelement 30 auf die Endplatte 8 wirkt.
Da der dünne Abschnitt 30b, der dünner als das Kragenelement 30 ist, auf der Seite des mittleren Abschnitts (Teil A in 6) der Endplatte 8 angeordnet ist, wie in der 6 gezeigt, ist die auf die Endplatte 8 wirkende Kraft schwächer als der dicke Abschnitt 30a. Somit nimmt die Kraft pro Flächeneinheit nicht extrem zu, selbst wenn ein Teil des Kragenelements 30, der dem mittleren Abschnitt (B-Teil in 6) der Endplatte 8 entspricht, als dünner Abschnitt 30b, ausgebildet ist, wie in der 6 gezeigt ist, und das Risiko einer Beschädigung der Endplatte 8 ist gering.
Da in der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform die Verformung des Paars von Endplatten 8 und 8 unterdrückt wird und ihre Ebenheit beibehalten wird, kann das Paar Endplatten 8 und 8 gleichmäßig auf das Modullaminat 2 drücken. Da der elektrische Kontakt zwischen der leitenden Platte 5 und dem Leistungsspeichermodul 4 zufriedenstellend ist, kann die Batterieleistung der Leistungsspeichervorrichtung 1 verbessert werden.
In der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Kragenelement 30 mit den flachen Oberflächen 32b und 32b versehen (siehe 5(a) und 5(b)), und das Paar Endplatten 8 und 8 sind mit den Seitenflächen-Stützteilen 80a und 80a versehen, die die flachen Oberflächen 32b und 32b verriegeln. Dementsprechend kann die Drehung des Kragenelements 30 in Bezug auf die Endplatte 8 durch eine einfache Konfiguration reguliert werden.
Obwohl oben eine Ausführungsform im Detail beschrieben wurde, ist ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt.
Es wurde ein Beispiel beschrieben, in dem der verriegelte Abschnitt 32 zur Positionierung (Verhinderung der Drehung) des Kragenelements 30 an beiden Endabschnitten (V-Teil von 1) des Kragenelements 30 der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform ausgebildet ist. Im Gegensatz dazu ist in einer Leistungsspeichervorrichtung 101 gemäß einem modifizierten Beispiel, wie in der 7 gezeigt ist, ein Kragenelement 130, das mit einer flachen Oberfläche als ein Paar von verriegelten Oberflächen (verriegelte Abschnitte) 132 und 132 versehen ist, in einem gesamten Teil in der Erstreckungsrichtung D1 bereitgestellt. Außerdem ist das Modullaminat 2 in der 7 nicht dargestellt. Das Kragenelement 130 gemäß dem modifizierten Beispiel ist so ausgebildet, dass ein innerer Abschnitt und ein äußerer Abschnitt in einer Bezugsrichtung unterschiedliche Seitenflächenformen aufweisen. Ferner ist die Form des Kragenelements 130 gemäß dem modifizierten Beispiel in Bezug auf die kurze Seitenrichtung (Bezugsrichtung) D3 der Endplatte 8 asymmetrisch ausgebildet. Die Richtung (Befestigungsrichtung) des Kragenelements 130 bei der Montage an der Leistungsspeichervorrichtung 101 ist festgelegt. Eine äußere Umfangsfläche des Kragenelements 130 hat eine Außenfläche 131, ein Paar verriegelter Flächen 132 und 132 und eine Innenfläche 133.
Die Außenfläche 131 ist als ebene Fläche ausgebildet. Die Außenfläche 131 ist eine Fläche, die der Außenseite der Leistungsspeichervorrichtung 101 (der dem Modullaminat 2 gegenüberliegenden Seite) zugewandt ist, wenn das Kragenelement 130 an der Leistungsspeichervorrichtung 101 montiert ist. Die verriegelten Flächen 132 und 132 sind Flächen, die durch einen Vorsprung (Verriegelungsabschnitt) 191 verriegelt werden, der in mindestens einer der beiden Endplatten 8 und 8 (in dieser Ausführungsform in beiden Endplatten 8 und 8) vorgesehen ist. Die beiden verriegelten Flächen 132 und 132 sind jeweils mit beiden Enden der Außenfläche 131 in einem rechtwinkeligen Zustand verbunden und parallel zueinander ausgebildet. Die Innenfläche 133 ist als gekrümmte Fläche ausgebildet. Die Innenfläche 133 ist eine Fläche, die dem Modullaminat 2 zugewandt ist, wenn das Kragenelement 130 an der Leistungsspeichervorrichtung 101 montiert ist. Die Innenfläche 133 verbindet das Paar der verriegelten Flächen 132 und 132.
Ein Beispiel der Endplatte 8 der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform wurde beschrieben, in der der Vorsprungsabschnitt 81 in einem Teil eines streifenförmigen Bereichs entlang der langen Seite der Endplatte 8 ausgebildet ist und ein Abschnitt, der nicht mit dem Vorsprungsabschnitt 81 versehen ist, in einer Form (Nutform) ausgebildet ist, die von den benachbarten Vorsprungsabschnitten 81 und 81 zurückgesetzt ist, um den Verriegelungsabschnitt 80 zu bilden, der den verriegelten Abschnitt 32 des Kragenelements 30 verriegelt. Im Gegensatz dazu ist die Leistungsspeichervorrichtung 101 gemäß dem modifizierten Beispiel mit einem Vorsprungsabschnitt 181 versehen, der in einem gesamten Teil eines streifenförmigen Bereichs entlang der Längsseite der Endplatte 8 ausgebildet ist, und mit dem Vorsprung 191, der weiter von dem Vorsprungsabschnitt 181 an beiden Seiten des Kragenelements 130 vorsteht (beide Seiten der Längsseitenrichtung D2).
Ein Abschnitt, in dem der Endabschnitt des Kragenelements 130 in einem Berührungszustand in dem Vorsprungsabschnitt 181 angeordnet ist, ist mit einem Senkungsabschnitt 181a versehen, der eine flache Oberfläche ist. Der Senkungsabschnitt 181a ist so geformt, dass er die gleiche Größe wie die Größe der Breitenrichtung (Abstand zwischen dem Paar verriegelter Oberflächen 132 und 132) des Kragenelements 130 hat. Zusätzlich kann ein Abschnitt, in dem der Endabschnitt des Kragenelements 130 nicht in einem Berührungszustand in dem Vorsprungabschnitt 181 angeordnet ist, nicht als flache Oberfläche wie in dem Senkungsabschnitt 181a ausgebildet sein. Der Vorsprung 191 ist an beiden Enden des Senkungsabschnitts 181a in der Längsseitenrichtung D2 der Endplatte 8 angeordnet.
Das Paar Vorsprünge 191, das an beiden Enden des Senkungsabschnitts 181a angeordnet ist, erstreckt sich in gerader Form in der kurzen Seitenrichtung D3 der Endplatte 8. Da der Vorsprung 191 weiter als der Vorsprungabschnitt 181 vorsteht, können die Verriegelungsflächen 132 und 132 des Kragenelements 130 verriegelt werden. Der Vorsprung 191 dient nämlich dazu, die Drehung des Kragenelements 130 zu verhindern. Darüber hinaus ist, ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, ein in dem Kragenelement 130 ausgebildetes Durchgangsloch 133a in Bezug auf die Mittelachse des Kragenelements 30 exzentrisch, um sich der Seite zu nähern, auf der das Modullaminat 2 angeordnet ist.
Auch in der Konfiguration der Leistungsspeichervorrichtung 101, die den Vorsprung 191 der Endplatte 8 und die verriegelten Oberflächen 132 und 132 des Kragenelements 130 der Konfiguration gemäß dem modifizierten Beispiel einschließt, kann ähnlich wie in der Leistungsspeichervorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform der Spalt zwischen den Befestigungsschraube 9 und 9 verkürzt werden, die mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat 2 angeordnet sind, und die Drehung des Kragenelements 130 in Bezug auf die Endplatte 8 kann durch eine einfache Konfiguration geregelt werden.
Ferner sind in einer Leistungsspeichervorrichtung 201 gemäß einem weiteren modifizierten Beispiel, wie in der 8(b) gezeigt ist, Vorsprünge (Verriegelungsabschnitte) 291 und 291 mit einem gebogenen Abschnitt 292, der in einem Teil in der Erstreckungsrichtung ausgebildet ist, anstelle des Vorsprungs 191 vorgesehen, der sich in einer geraden Form in der kurzen Seitenrichtung D3 der Endplatte 8 erstreckt. Genauer gesagt umfassen die Vorsprünge 291 und 291 erste Verriegelungsabschnitte 291a und 291a, die die verriegelten Oberflächen 132 und 132 verriegeln, wenn das Kragenelement 130 an der Leistungsspeichervorrichtung 201 in einer korrekten Ausrichtung der kurzen Seitenrichtung D3 der Endplatte 8 (der Erstreckungsrichtung des Vorsprungs 291) montiert ist, und zweite Verriegelungsabschnitte 291b und 291b, die die verriegelten Oberflächen 132 und 132 verriegeln, wenn das Kragenelement 130 an der Leistungsspeichervorrichtung 201 in einer falschen Richtung der kurzen Seitenrichtung D3 der Endplatte 8 montiert ist.
Dann wird in den Vorsprüngen 291 und 291 der gebogene Abschnitt 292 so geformt, dass ein Teil E des Kragenelements 130 das Modullaminat 2 berührt, wenn die verriegelten Oberflächen 132 und 132 zusammengebaut werden, während sie mit den zweiten Verriegelungsabschnitten 291b und 291b verriegelt werden, wie in 8(a) gezeigt, und das Kragenelement 130 das Modullaminat 2 nicht berührt, wenn die verriegelten Oberflächen 132 und 132 zusammengebaut werden, während sie mit den ersten Verriegelungsabschnitten 291a und 291a verriegelt werden, wie in 8(b) gezeigt. Das heißt, in der Leistungsspeichervorrichtung 201 gemäß einem ersten modifizierten Beispiel kann das Kragenelement 130 nicht zusammengebaut werden, da ein Teil E des Kragenelements 130 das Modullaminat 2 berührt, selbst wenn versucht wird, das Kragenelement 130 in einer falschen Ausrichtung zusammenzubauen. In der Leistungsspeichervorrichtung 201 gemäß einem weiteren modifizierten Beispiel ist es möglich, zusätzlich zu den Effekten der Leistungsspeichervorrichtungen 1 und 101 zu verhindern, dass das Kragenelement 130 in der falschen Ausrichtung montiert wird.
In der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel wurde das Modullaminat 2 beschrieben, in dem das Leistungsspeichermodul 4 als bipolare Nickel-Metallhydrid-Sekundärbatterie über die leitende Platte 5 laminiert ist, aber ein Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung kann auch auf eine Leistungsspeichervorrichtung angewendet werden, in der ein Modullaminat, das durch Laminieren von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien mit einem quadratischen Gehäuse in einer Richtung erhalten wird, durch das Paar Endplatten 8 und 8 sandwichartig angeordnet ist. Auch in diesem Fall ist es möglich, einen Spalt zwischen den Befestigungselementen zu verkürzen, die mit dem dazwischen angeordneten Modullaminat angeordnet sind.
In der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel wurde ein Beispiel beschrieben, in dem beide Enden des Kragenelements 30 mit den verriegelten Abschnitten 32 und 32 versehen sind und das Paar Endplatten 8 und 8 jeweils mit den Verriegelungsabschnitten 80 und 80 versehen ist, die die verriegelten Abschnitte 32 und 32 verriegeln. Der Verriegelungsabschnitt 32 kann jedoch nur an einem Ende des Kragenelements 30 vorgesehen sein und der Verriegelungsabschnitt 80 kann nur in der Endplatte 8 auf der Seite vorgesehen sein, die den Verriegelungsabschnitt 32 in dem Paar der Endplatten 8 und 8 berührt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die Endplatte 8 mit dem eine Drehung verhinderndem Element für das Kragenelement 30 versehen ist, indem das Kragenelement 30 mit dem Verriegelungsabschnitt 80 verriegelt wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Kragenelement 30 an der Endplatte 8 befestigt werden, oder es kann ein konkaver Abschnitt mit einer Größe, die der Größe der äußeren Form des Kragenelements 30 entspricht, in der Endplatte 8 ausgebildet werden, so dass das Kragenelement an den konkaven Abschnitt angepasst wird.
Bezugszeichenliste

1, 101, 201: Leistungsspeichervorrichtung,
2: Modullaminat,
3: Rückhalteelement,
4: Leistungsspeichermodul (bipolare Batterie),
5: leitende Platte,
8: Endplatte,
9: Befestigungsschraube (Befestigungselement),
15: Stromkollektor,
30, 130: Kragenelement,
30a: dicker Abschnitt,
30b: dünner Abschnitt,
31: Hauptkörperabschnitt,
32: verriegelter Abschnitt,
32a: Umfangsfläche,
32b: ebene Fläche,
32c: Endfläche,
33: Durchgangsloch,
80: Verriegelungsabschnitt,
80a: Seitenflächen-Stützabschnitt,
80b: Endflächen-Stützabschnitt,
132: verriegelte Fläche (verriegelter Abschnitt),
191, 291: Vorsprung (Verriegelungsabschnitt),
C30: Mittelachse des Kragenelements.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2001236937 A [0002]

Claims

Leistungsspeichervorrichtung, mit einem Modullaminat mit einer Vielzahl von Leistungsspeichermodulen, die in einer Richtung angeordnet sind; einem Paar Endplatten, die jeweils an beiden Enden des Modullaminats in der einen Richtung angeordnet sind; einem Befestigungselement, das so konfiguriert ist, dass es das Paar Endplatten um das Modullaminat herum zusammen befestigt und über die Endplatten eine vorbestimmte Rückhaltekraft auf das Modullaminat ausübt; und einem Kragenelement mit einem Durchgangsloch, das ermöglich, dass das Befestigungselement dort hindurch eingeführt wird, wobei das Kragenelement zwischen dem Paar Endplatten um das Modullaminat herum sandwichartig angeordnet ist, wobei das Durchgangsloch des Kragenelements in Bezug auf eine Mittelachse des Kragenelements exzentrisch ist, so dass es sich einer Seite nähert, an der das Modullaminat angeordnet ist.
Leistungsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Leistungsspeichermodul eine bipolare Batterie ist, in der bipolare Elektroden mit jeweils einer positiven Elektrodenschicht, die auf einer Oberfläche eines Stromkollektors ausgebildet ist, und einer negativen Elektrodenschicht, die auf einer anderen Oberfläche ausgebildet ist, über einen Separator laminiert sind, und wobei das Modullaminat so ausgebildet ist, dass eine Vielzahl der bipolaren Batterien über eine leitende Platte laminiert ist.
Leistungsspeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Kragenelement so ausgebildet ist, dass ein verriegelter Abschnitt in mindestens einem der beiden Endabschnitte ausgebildet ist, der das Paar Endplatten berührt, und wobei die Endplatten, die den verriegelten Abschnitt berühren, mit einem Verriegelungsabschnitt versehen sind, der zum Verriegeln des verriegelten Abschnitts konfiguriert ist.
Leistungsspeichervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Kragenelement so geformt ist, dass ein innerer Abschnitt und ein äußerer Abschnitt in einer Bezugsrichtung unterschiedliche Seitenflächenformen aufweisen, wobei die Bezugsrichtung eine Richtung von der Außenseite der Endplatte zu der Innenseite der Endplatte ist, wobei der Verriegelungsabschnitt einen ersten Verriegelungsabschnitt hat, der so konfiguriert ist, dass er den verriegelten Abschnitt verriegelt, wenn das Kragenelement in einer korrekten Ausrichtung in der Bezugsrichtung an der Leistungsspeichervorrichtung montiert ist, und einen zweiten Verriegelungsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den verriegelten Abschnitt verriegelt, wenn das Kragenelement in einer falschen Ausrichtung in der Bezugsrichtung an der Leistungsspeichervorrichtung montiert ist, und wobei der Verriegelungsabschnitt so ausgebildet ist, dass ein Teil des Kragenelements das Modullaminat berührt, wenn der verriegelte Abschnitt zusammengebaut wird, während er an den zweiten Verriegelungsabschnitt verriegelt ist, und das Kragenelement das Modullaminat nicht berührt, wenn der verriegelte Abschnitt zusammengesetzt wird, während er an den ersten Verriegelungsabschnitt verriegelt ist.