DE112022000650T5

DE112022000650T5 - Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE112022000650T5
Application number: DE112022000650.1T
Authority: DE
Inventors: Ryuji Oide; Hiromi Ueda; Takeyuki Kato; Satoshi Morioka; Motoyoshi Okumura
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-11-02
Also published as: WO2022230469A1; JPWO2022230469A1; CN117242628A

Abstract

Eine Energiespeichervorrichtung 1 umfasst ein Energiespeichermodul 3, eine auf dem Energiespeichermodul 3 gestapelte Stromkollektorplatte 5, Isolierplatten 20A, 20B, die auf der Stromkollektorplatte 5 gestapelt sind, und eine auf den Isolierplatten 20A, 20B gestapelte Rückhalteplatte 8. Die Isolierplatten 20A, 20B und die Rückhalteplatte 8 weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Jede der Isolierplatten 20A, 20B hat eine der Rückhalteplatte 8 zugewandte Fläche 20a und einen vorstehenden Abschnitt 30, der in einer von der Mitte der zugewandten Fläche 20a beabstandeten Position versehen ist. Die Rückhalteplatte 8 ist mit einem Lochabschnitt 40 bereitgestellt, in den der vorstehende Abschnitt 30 eingesetzt ist. Der vorstehende Abschnitt 30 ist in einer zweiten Richtung D2, die eine erste Richtung D1 schneidet, in einen ersten Vorsprung 31 und einen zweiten Vorsprung 32 unterteilt. Der erste Vorsprung 31 ist in der zweiten Richtung D2 näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a angeordnet, und der zweite Vorsprung 32 ist in der zweiten Richtung D2 näher an einer Außenkante der zugewandten Fläche 20a angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Energiespeichervorrichtung.
Stand der Technik
Es ist eine Energiespeichervorrichtung bekannt, die ein Energiespeichermodul, eine auf dem Energiespeichermodul gestapelte Stromkollektorplatte, eine auf der Stromkollektorplatte gestapelte Isolierplatte und eine auf der Isolierplatte gestapelte Rückhalteplatte umfasst (siehe Patentschrift 1).
Zitierliste
Patentliteratur
Patentschrift 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2018-6058
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In einer Energiespeichervorrichtung, in der mehrere Module gestapelt sind, kann beispielsweise ein vorstehender Abschnitt an der Isolierplatte bereitgestellt sein, und ein Lochabschnitt, in den der vorstehende Abschnitt eingebracht wird, kann in der Rückhalteplatte bereitgestellt werden, um die Isolierplatte relativ zur Rückhalteplatte zu positionieren. Aufgrund des unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in der planaren Richtung der Isolierplatte und der Rückhalteplatte kann der vorstehende Abschnitt jedoch mit dem Lochabschnitt kollidieren und die Spannung kann sich auf die Basis des vorstehenden Abschnitts konzentrieren, wodurch Risse in der Isolierplatte in Dickenrichtung entstehen. Dies kann zu einer schlechten Isolierung führen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Energiespeichervorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, eine Isolierplatte relativ zu einer Rückhalteplatte zu positionieren und eine schlechte Isolierung der Isolierplatte zu unterdrücken.
Lösung des Problems
Eine Energiespeichervorrichtung gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Energiespeichermodul; eine Stromkollektorplatte, die auf dem Energiespeichermodul in einer ersten Richtung gestapelt und elektrisch mit dem Energiespeichermodul verbunden ist; eine Isolierplatte, die auf der Stromkollektorplatte in der ersten Richtung gestapelt ist; und eine Rückhalteplatte, die auf der Isolierplatte in der ersten Richtung gestapelt ist und eine Rückhaltelast auf das Energiespeichermodul, die Stromkollektorplatte und die Isolierplatte ausübt, wobei die Isolierplatte und die Rückhalteplatte unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei die Isolierplatte eine der Rückhalteplatte zugewandte Fläche und einen ersten vorstehenden Abschnitt aufweist, der auf der zugewandten Fläche in einer Position bereitgestellt ist, die von einer Mitte der zugewandten Fläche beabstandet ist, wobei die Rückhalteplatte mit einem ersten Lochabschnitt versehen ist, in den der erste vorstehende Abschnitt eingebracht wird, wobei der erste vorstehende Abschnitt in einer zweiten Richtung, die die erste Richtung kreuzt, in einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung unterteilt ist, wobei der erste Vorsprung näher an der Mitte der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung angeordnet ist, und wobei der zweite Vorsprung näher an einer Außenkante der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung angeordnet ist.
In der vorstehenden Energiespeichervorrichtung ist die Isolierplatte mit dem ersten vorstehenden Abschnitt versehen, und die Rückhalteplatte ist mit dem ersten Lochabschnitt versehen. Die Isolierplatte kann daher relativ zu der Rückhalteplatte positioniert werden, indem der erste vorstehende Abschnitt der Isolierplatte in den ersten Lochabschnitt der Rückhalteplatte eingebracht wird. Die Isolierplatte und die Rückhalteplatte weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Außerdem ist der erste vorstehende Abschnitt an einer Position bereitgestellt, die von der Mitte der zugewandten Fläche der Isolierplatte beabstandet ist. Wenn sich also die Isolierplatte und die Rückhalteplatte thermisch ausdehnen und zusammenziehen, bewegt sich der erste vorstehende Abschnitt relativ zum ersten Lochabschnitt in Richtung auf die Mitte der zugewandten Fläche zu oder von ihr weg. Folglich überschneidet sich der erste vorstehende Abschnitt mit dem ersten Lochabschnitt, und die Spannung konzentriert sich auf eine Basis des ersten vorstehenden Abschnitts. Der erste vorstehende Abschnitt ist in der zweiten Richtung, die die erste Richtung kreuzt, in den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung unterteilt, wobei der erste Vorsprung näher an der Mitte der zugewandten Fläche und der zweite Vorsprung näher an der Außenkante der zugewandten Fläche angeordnet ist. Die Steifigkeit sowohl des ersten Vorsprungs als auch des zweiten Vorsprungs ist geringer als die Steifigkeit eines ungeteilten ersten vorstehenden Abschnitts. Selbst wenn der erste vorstehende Abschnitt mit dem ersten Lochabschnitt kollidiert, kollidiert daher nur einer der ersten und zweiten Vorsprünge mit dem ersten Lochabschnitt und bricht leicht an der Basis. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte unterdrückt werden.
Die Isolierplatte kann aus einem Harz hergestellt sein und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der höher ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte, und der erste Vorsprung kann an einer Innenwand des ersten Lochabschnitts anliegen. Da in diesem Fall die Isolierplatte aus einem Harz besteht, wird sie umso brüchiger, je niedriger die Temperatur ist. Daher neigt die Isolierplatte insbesondere bei thermischer Kontraktion zur Rissbildung. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolierplatte höher ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte, bewegt sich der erste vorstehende Abschnitt in Richtung der Mitte der zugewandten Fläche relativ zum ersten Lochabschnitt, wenn sich die Isolierplatte und die Rückhalteplatte thermisch zusammenziehen. Der erste Vorsprung, der näher an der Mitte der zugewandten Fläche angeordnet ist, stößt an die Innenwand des ersten Lochabschnitts, so dass nur der erste Vorsprung leicht an der Basis durch die Bewegung des ersten vorstehenden Abschnitts aufgrund der thermischen Kontraktion bricht. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte unterdrückt werden.
Die Steifigkeit des ersten Vorsprungs kann geringer sein als die Steifigkeit des zweiten Vorsprungs. In diesem Fall kann die Konfiguration, in der der erste Vorsprung leicht an der Basis bricht, leichter erreicht werden als in einem Fall, in dem die Steifigkeit des ersten Vorsprungs größer als oder gleich der Steifigkeit des zweiten Vorsprungs ist.
Die zugewandte Fläche kann eine rechteckige Form mit einem Paar kurzer Seiten entlang der zweiten Richtung und einem Paar langer Seiten entlang einer dritten Richtung haben, die die erste Richtung und die zweite Richtung kreuzt, und der erste Lochabschnitt kann ein Langloch sein, das sich in der dritten Richtung erstreckt. In diesem Fall ist die Maßtoleranz zwischen der Isolierplatte und der Rückhalteplatte in der dritten Richtung, die eine Längsseitenrichtung ist, tendenziell groß, da die zugewandte Fläche eine rechteckige Form hat. Der erste Lochabschnitt ist ein Langloch, das sich in der dritten Richtung erstreckt, so dass selbst in dem Fall, in dem die Abmessungstoleranz zwischen der Isolierplatte und der Rückhalteplatte in der dritten Richtung groß ist, der erste vorstehende Abschnitt zuverlässig in den ersten Lochabschnitt eingesetzt werden kann.
Der erste vorstehende Abschnitt kann an einer Position bereitgestellt werden, die von der Mitte der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung beabstandet ist. In diesem Fall ist eine Bewegungsrichtung des ersten vorstehenden Abschnitts relativ zu dem ersten Lochabschnitt eine Richtung, die die dritte Richtung kreuzt. Daher neigt der erste vorstehende Abschnitt dazu, den ersten Lochabschnitt zu stören, der sich in der dritten Richtung erstreckt, verglichen mit einem Fall, in dem der erste vorstehende Abschnitt in der Mitte der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung positioniert ist und die Bewegungsrichtung mit der dritten Richtung übereinstimmt. Folglich ist die Konfiguration, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in der Dickenrichtung unterdrückt, besonders effektiv.
Eine Vielzahl der ersten vorstehenden Abschnitte kann entlang jeder der beiden Längsseiten angeordnet sein. In diesem Fall kann die Isolierplatte in Bezug auf die Rückhalteplatte genauer positioniert werden.
Die Dicke der Isolierplatte kann geringer sein als die Höhe des ersten vorstehenden Abschnitts. Da die Isolierplatte dünn ist, ist in diesem Fall die Konfiguration, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt, besonders wirksam.
Sowohl der erste Vorsprung als auch der zweite Vorsprung können an einer Innenwand des ersten Lochabschnitts anliegen. In diesem Fall kann die Isolierplatte relativ zur Rückhalteplatte genauer positioniert werden.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Isolierplatte kann größer oder gleich dem Zweifachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte sein. In diesem Fall, da es einen großen Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten gibt, ist das Ausmaß der Bewegung des ersten vorstehenden Abschnitts relativ zum ersten Lochabschnitt groß. Folglich ist die Konfiguration, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt, besonders effektiv.
Der erste vorstehende Abschnitt kann durch einen Schlitz in den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung unterteilt sein. Da in diesem Fall der erste Vorsprung und der zweite Vorsprung voneinander beabstandet sind, wird der Aufprall auf den anderen unterdrückt, wenn einer der ersten und zweiten Vorsprünge an der Basis bricht.
Jeder der ersten und zweiten Vorsprünge kann in einer dritten Richtung, die die erste und zweite Richtung kreuzt, in ein Paar von Vorsprungsteilen unterteilt sein. In diesem Fall ist die Steifigkeit jedes Vorsprungsteils geringer als die Steifigkeit des ersten Vorsprungs und des zweiten Vorsprungs. Selbst wenn der erste vorstehende Abschnitt mit dem ersten Lochabschnitt kollidiert, bricht das Paar von Vorsprungsteilen, das den ersten Vorsprung oder den zweiten Vorsprung bildet, leicht an der Basis. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke weiter unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte weiter unterdrückt werden.
Die Isolierplatte kann ferner einen zweiten vorstehenden Abschnitt aufweisen, der auf der zugewandten Fläche näher an einem Ende in der dritten Richtung bereitgestellt ist als der erste vorstehende Abschnitt, die Rückhalteplatte kann ferner mit einem zweiten Lochabschnitt versehen sein, in den der zweite vorstehende Abschnitt eingebracht wird, und der zweite vorstehende Abschnitt kann in der dritten Richtung in einen dritten vorstehenden Abschnitt und einen vierten vorstehenden Abschnitt unterteilt werden. In diesem Fall ist der zweite vorstehende Abschnitt auf der gegenüberliegenden Fläche näher an dem einen Ende in der dritten Richtung bereitgestellt als der erste vorstehende Abschnitt. So kann beim Anbringen der Isolierplatte an der Rückhalteplatte der erste vorstehende Abschnitt leicht in den ersten Abschnitt des Lochs eingebracht werden, indem zuerst der zweite vorstehende Abschnitt in den zweiten Abschnitt des Lochs eingebracht wird. Die Steifigkeit des dritten Vorsprungs und des vierten Vorsprungs ist geringer als die Steifigkeit des ungeteilten zweiten vorstehenden Abschnitts. Daher selbst dann, wenn sich die Isolierplatte und die Rückhalteplatte wie vorstehend beschrieben thermisch ausdehnen und zusammenziehen und der zweite vorstehende Abschnitt in den zweiten Abschnitt des Lochs eingreift, nur einer des dritten Vorsprungs und des vierten Vorsprungs in den Abschnitt des Lochs eingreift und leicht an der Basis bricht. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte unterdrückt werden.
Der dritte Vorsprung kann näher an der Mitte der zugewandten Fläche angeordnet sein als der vierte Vorsprung und kann an einer Innenwand des zweiten Lochabschnitts anliegen. Da in diesem Fall die Isolierplatte aus einem Harz besteht, wird sie, wie bereits vorstehend erwähnt, umso brüchiger, je niedriger die Temperatur ist. Daher neigt die Isolierplatte insbesondere bei thermischer Kontraktion zur Rissbildung. Da der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolierplatte höher ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte, bewegt sich der zweite vorstehende Abschnitt in Richtung der Mitte der zugewandten Fläche relativ zum zweiten Lochabschnitt, wenn sich die Isolierplatte und die Rückhalteplatte thermisch zusammenziehen. Der dritte Vorsprung, der näher an der Mitte der Verkleidungsfläche angeordnet ist, stößt an die Innenwand des zweiten Lochabschnitts, so dass nur der dritte Vorsprung durch die Bewegung des zweiten vorstehenden Abschnitts aufgrund der thermischen Kontraktion leicht an der Basis bricht. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte unterdrückt werden.
Die Steifigkeit des dritten Vorsprungs kann geringer sein als die Steifigkeit des vierten Vorsprungs. In diesem Fall kann die Konfiguration, in der der dritte Vorsprung leicht an der Basis bricht, leichter erreicht werden als in einem Fall, in dem die Steifigkeit des dritten Vorsprungs größer als oder gleich der Steifigkeit des vierten Vorsprungs ist.
Eine Vielzahl der zweiten vorstehenden Abschnitte kann in der zweiten Richtung angeordnet sein. In diesem Fall kann die Isolierplatte zuverlässig relativ zur Rückhalteplatte positioniert werden, indem die Vielzahl der zweiten vorstehenden Abschnitte in die entsprechenden zweiten Lochabschnitte eingebracht wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Energiespeichervorrichtung bereit, die es ermöglicht, eine Isolierplatte relativ zu einer Rückhalteplatte zu positionieren und eine schlechte Isolierung der Isolierplatte zu unterdrücken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine innere Konfiguration eines in 1 dargestellten Energiespeichermoduls zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtkonfiguration einer Isolierplatte und einer Rückhalteplatte zeigt.
4 ist eine Draufsicht auf die Rückhalteplatte von einer Innenseite aus gesehen.
5 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf die Rückhalteplatte von der Außenseite aus gesehen.
6 zeigt Querschnittsansichten einer Isolierplatte und einer Rückhalteplatte einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel.
7 zeigt Querschnittsansichten der Isolierplatte und der Rückhalteplatte der Energiespeichervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Isolierplatte, die mit einem vorstehenden Abschnitt gemäß einer ersten Variation versehen ist.
9 ist eine Draufsicht auf die Isolierplatte, die mit dem vorstehenden Abschnitt gemäß der ersten Variation versehen ist.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Gesamtkonfiguration einer Isolierplatte veranschaulicht, die mit einem vorstehenden Abschnitt und einer Rückhalteplatte gemäß einer zweiten Variation versehen ist.
11 ist eine Draufsicht auf die Rückhalteplatte gemäß der zweiten Variation von der Innenseite der Fläche aus gesehen.
12 ist eine Draufsicht auf eine Isolierplatte, die mit einem vorstehenden Abschnitt gemäß einer dritten Variation versehen ist.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche oder ähnliche Elemente in der Beschreibung der Zeichnungen angegeben, und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
Eine Energiespeichervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Die in 1 dargestellte Energiespeichervorrichtung 1 wird z.B. für die Batterie verschiedener Fahrzeuge wie Gabelstapler, Hybridfahrzeuge und Elektrofahrzeuge verwendet. Die Energiespeichervorrichtung 1 ist eine Sekundärbatterie, z.B. eine Nickel-Wasserstoff-Sekundärbatterie oder eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Die Energiespeichervorrichtung 1 kann z.B. ein elektrischer Doppelschichtkondensator sein. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt einen Fall, in dem die Energiespeichervorrichtung 1 eine Nickel-Wasserstoff-Batterie ist.
Die Energiespeichervorrichtung 1 umfasst einen Modulstapel 2, ein Rückhalteelement 4 und ein Paar Isolierplatten 20. Der Modulstapel 2 umfasst eine Vielzahl von (in diesem Ausführungsbeispiel sieben) Energiespeichermodulen 3, die in einer ersten Richtung D1 gestapelt sind, und eine Vielzahl von (in diesem Ausführungsbeispiel acht) Stromkollektorplatten 5.
Wie in 2 dargestellt, umfasst jedes Energiespeichermodul 3 einen Elektrodenstapel 51 und einen Harzdichtungskörper 52, der den Elektrodenstapel 51 abdichtet. Das Energiespeichermodul 3 hat beispielsweise die Form eines rechteckigen Parallelepipeds.
Der Elektrodenstapel 51 umfasst eine Vielzahl von Elektroden, die entlang einer Stapelrichtung (erste Richtung D1) über Trennteile bzw. Separatoren 53 gestapelt sind, und Metallplatten 60A, 60B, die an Stapelenden des Elektrodenstapels 51 angeordnet sind. Die Vielzahl von Elektroden umfasst einen Stapel von mehreren bipolaren Elektroden 54, eine negative Abschlusselektrode 58 und eine positive Abschlusselektrode 59. Der Stapel der mehreren bipolaren Elektroden 54 ist zwischen der negativen Abschlusselektrode 58 und der positiven Abschlusselektrode 59 bereitgestellt.
Jede bipolare Elektrode 54 umfasst eine Metallplatte 55, die eine Fläche 55a und eine andere Fläche 55b gegenüber der einen Fläche 55a aufweist, eine positive Elektrode 56, die auf der einen Fläche 55a bereitgestellt ist, und eine negative Elektrode 57, die auf der anderen Fläche 55b bereitgestellt ist. Die positive Elektrode 56 ist eine Schicht aus positivem Elektrodenaktivmaterial, die durch Beschichtung der Metallplatte 55 mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial gebildet wird. Die negative Elektrode 57 ist eine Schicht aus einem negativen Elektrodenaktivmaterial, die durch Beschichtung der Metallplatte 55 mit einem negativen Elektrodenaktivmaterial gebildet wird. In dem Elektrodenstapel 51 liegt die positive Elektrode 56 einer bipolaren Elektrode 54 der negativen Elektrode 57 einer anderen bipolaren Elektrode 54 gegenüber, die auf einer Seite in der ersten Richtung D1 angrenzt, wobei der Separator 53 dazwischenliegt. In dem Elektrodenstapel 51 ist die negative Elektrode 57 einer bipolaren Elektrode 54 der positiven Elektrode 56 einer anderen bipolaren Elektrode 54 zugewandt, die auf der anderen Seite in der ersten Richtung D1 angrenzt, wobei der Separator 53 dazwischen angeordnet ist.
Die negative Abschlusselektrode 58 hat die Metallplatte 55 und die negative Elektrode 57, die auf der anderen Fläche 55b der Metallplatte 55 versehen ist. Die negative Abschlusselektrode 58 ist an einer Endseite in der ersten Richtung D1 so angeordnet, dass die andere Fläche 55b der Mitte des Elektrodenstapels 51 in der ersten Richtung D1 gegenüberliegt. Die Metallplatte 60A ist ferner auf der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 der negativen Abschlusselektrode 58 gestapelt, und das Energiespeichermodul 3 ist über die Metallplatte 60A elektrisch mit einer der Stromkollektorplatten 5 (siehe 1) neben dem Energiespeichermodul 3 verbunden. Die negative Elektrode 57, die auf der anderen Fläche 55b der Metallplatte 55 der negativen Abschlusselektrode 58 bereitgestellt ist, ist der positiven Elektrode 56 der bipolaren Elektrode 54 an einem Ende in der ersten Richtung D1 über den Separator 53 zugewandt.
Die positive Abschlusselektrode 59 hat die Metallplatte 55 und die positive Elektrode 56, die auf der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 bereitgestellt ist. Die positive Abschlusselektrode 59 ist an der anderen Endseite in der ersten Richtung D1 so angeordnet, dass die eine Fläche 55a der Mitte des Elektrodenstapels 51 in der ersten Richtung D1 gegenüberliegt. Die Metallplatte 60B ist ferner auf der anderen Fläche 55b der Metallplatte 55 der positiven Abschlusselektrode 59 gestapelt, und das Energiespeichermodul 3 ist über die Metallplatte 60B elektrisch mit der anderen der Stromkollektorplatten 5 (siehe 1) neben dem Energiespeichermodul 3 verbunden. Die positive Elektrode 56, die auf der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 der positiven Abschlusselektrode 59 bereitgestellt ist, ist der negativen Elektrode 57 der bipolaren Elektrode 54 am anderen Ende in der ersten Richtung D1 über den Separator 53 zugewandt.
Die Metallplatte 55 besteht aus Metall wie Nickel oder vernickeltem Stahlblech. In einem Beispiel ist die Metallplatte 55 eine rechteckige Metallfolie aus Nickel. Jede Metallplatte 55 ist eine der Metallplatten, die den Elektrodenstapel 51 umfassen. Ein Abschnitt 55c der Metallplatte 55 hat eine rechteckige Rahmenform und ist ein unbeschichteter Bereich, der nicht mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial und einem negativen Elektrodenaktivmaterial beschichtet ist. Ein Beispiel für das aktive Material der positiven Elektrode, das die positive Elektrode 56 bildet, umfasst Nickelhydroxid. Ein Beispiel für das aktive Material der negativen Elektrode, das die negative Elektrode 57 bildet, umfasst eine Wasserstoffspeicherlegierung. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Bildungsbereich der negativen Elektrode 57 auf der anderen Fläche 55b der Metallplatte 55 etwas größer als ein Bildungsbereich der positiven Elektrode 56 auf der einen Fläche 55a der Metallplatte 55. Der Elektrodenstapel 51 umfasst eine Vielzahl der gestapelten Metallplatten 55, 60A, 60B.
Der Separator 53 ist ein Element zur Verhinderung von Kurzschlüssen zwischen den Metallplatten 55 und wird beispielsweise in Form einer Folie hergestellt. Beispiele für den Separator 53 umfassen eine poröse Folie aus einem Polyolefinharz wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) sowie Gewebe oder Vliesstoff aus Polypropylen, Methylcellulose usw. Der Separator bzw. das Trennteil 53 kann mit einer Vinylidenfluoridharzverbindung verstärkt sein. Es sei darauf hingewiesen, dass der Separator 53 nicht auf die Form einer Folie beschränkt ist, sondern auch sackförmig sein kann.
Die Metallplatten 60A, 60B sind im Wesentlichen die gleichen Elemente wie die Metallplatte 55 und bestehen aus Metall wie Nickel oder vernickeltem Stahlblech. Jede der Metallplatten 60A, 60B ist eine der Metallplatten, die den Elektrodenstapel 51 umfassen. In einem Beispiel sind die Metallplatten 60A, 60B rechteckige Metallfolien aus Nickel. Die Metallplatten 60A, 60B sind unbeschichtete Elektroden, bei denen die eine Fläche 60a und die andere Fläche 60b nicht mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial und einem negativen Elektrodenaktivmaterial beschichtet sind. Das heißt, die Metallplatten 60A, 60B sind unbeschichtete Elektroden, bei denen auf beiden Seiten keine aktiven Materialschichten bereitgestellt werden.
Die Metallplatte 60A ist an einem Stapelende des Elektrodenstapels 51 angeordnet. Aufgrund der Metallplatte 60A ist die negative Abschlusselektrode 58 zwischen der Metallplatte 60A und der bipolaren Elektrode 54 entlang der ersten Richtung D1 angeordnet. Die Metallplatte 60B ist am anderen Stapelende des Elektrodenstapels 51 angeordnet. Aufgrund der Metallplatte 60B ist die positive Abschlusselektrode 59 zwischen der Metallplatte 60B und der bipolaren Elektrode 54 entlang der ersten Richtung D1 angeordnet. Im Elektrodenstapel 51 wölbt sich ein mittlerer Bereich des Elektrodenstapels 51 (Bereiche der bipolaren Elektroden 54, der negativen Abschlusselektrode 58 und der positiven Abschlusselektrode 59, in denen die aktiven Materialschichten angeordnet sind) in der ersten Richtung D1 im Vergleich zu den umliegenden Bereichen. Daher sind in den Metallplatten 60A, 60B die mittleren Bereiche der Metallplatten 60A, 60B in einer Richtung voneinander weg gekrümmt. Die Mittelbereiche der einen Fläche 60a der Metallplatte 60A und der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60B stoßen an die Stromkollektorplatten 5 an (sind in Kontakt mit ihnen). Das heißt, die Stromkollektorplatten 5 sind in Kontakt mit den Metallplatten 60A, 60B an den Stapelenden des Elektrodenstapels 51 angeordnet.
Der Dichtungskörper 52 hat eine allgemein rechteckige, röhrenförmige Form und besteht beispielsweise aus einem isolierenden Harz. Der Dichtungskörper 52 ist so bereitgestellt, dass er die Seitenflächen 51a des Elektrodenstapels 51 umgibt. Der Dichtungskörper 52 hält die Randabschnitte 55c an den Seitenflächen 51a fest. Der Dichtungskörper 52 umfasst eine Vielzahl rahmenförmiger erster Dichtungsabschnitte 61 (Harzabschnitte), die an Randabschnitten der im Elektrodenstapel 51 enthaltenen Metallplatten bereitgestellt werden (d.h. die Randabschnitte 55c der Metallplatten 55 und die Randabschnitte 60c der Metallplatten 60A, 60B), und einen zweiten Dichtungsabschnitt 62, der die ersten Dichtungsabschnitte 61 entlang der Seitenflächen 51a umgibt und mit den ersten Dichtungsabschnitten 61 verbunden ist. Die ersten Dichtungsabschnitte 61 und der zweite Dichtungsabschnitt 62 bestehen beispielsweise aus einem isolierenden Harz mit Alkalibeständigkeit. Beispiele für das Material zur Bildung der ersten Dichtungsabschnitte 61 und des zweiten Dichtungsabschnitts 62 umfassen Polypropylen (PP), Polyphenylensulfid (PPS) und modifizierten Polyphenylenether (modifiziertes PPE).
Der erste Dichtungsabschnitt 61 ist durchgehend entlang der gesamten Umgebung der Randabschnitte 55c der Metallplatten 55 oder der Randabschnitte 60c der Metallplatten 60A, 60B bereitgestellt und hat, in der ersten Richtung D1 gesehen, eine rechteckige Rahmenform. Der erste Dichtungsabschnitt 61 ist mit den Randabschnitten 55c der Metallplatten 55 oder den Randabschnitten 60c der Metallplatten 60A, 60B verschweißt und luftdicht verbunden, zum Beispiel durch Ultraschall oder Wärme. Der erste Dichtungsabschnitt 61 erstreckt sich in der ersten Richtung D1 gesehen über die Randabschnitte 55c der Metallplatten 55 oder die Randabschnitte 60c der Metallplatten 60A, 60B hinaus. Der erste Dichtungsabschnitt 61 umfasst einen äußeren Abschnitt 61a, der von den Kanten der Metallplatten 55 oder der Metallplatten 60A, 60B nach außen ragt, und einen inneren Abschnitt 61b, der innerhalb der Kanten der Metallplatten 55 oder der Metallplatten 60A, 60B angeordnet ist. Ein distaler Endabschnitt (äußerer Randabschnitt) des äußeren Abschnitts 61a des ersten Dichtungsabschnitts 61 ist durch eine Schweißschicht 63 mit dem zweiten Dichtungsabschnitt 62 verbunden. Die Schweißschicht 63 wird dadurch gebildet, dass die distalen Endabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 61 geschmolzen und miteinander verbunden werden, z.B. durch Heizelementschweißen. Die äußeren Abschnitte 61a der ersten Dichtungsabschnitte 61, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen, können voneinander getrennt sein oder miteinander in Kontakt stehen. Außerdem können die äußeren Abschnitte 61a der ersten Dichtungsabschnitte 61, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen, miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Heizelementschweißen.
Die Vielzahl der ersten Dichtungsabschnitte 61 umfasst eine Vielzahl von ersten Dichtungsabschnitten 61A, die an den bipolaren Elektroden 54 und der positiven Abschlusselektrode 59 bereitgestellt sind, einen ersten Dichtungsabschnitt 61B, der an der negativen Abschlusselektrode 58 bereitgestellt ist, einen ersten Dichtungsabschnitt 61C, der an der Metallplatte 60A bereitgestellt ist, und erste Dichtungsabschnitte 61D, 61E, die an der Metallplatte 60B bereitgestellt sind.
Die ersten Dichtungsabschnitte 61A sind mit den einen Flächen 55a der Metallplatten 55 der bipolaren Elektroden 54 und der positiven Abschlusselektrode 59 verbunden. Die inneren Abschnitte 61b der ersten Dichtungsabschnitte 61A sind zwischen den Randabschnitten 55c der Metallplatten 55 angeordnet, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen. Ein Bereich, in dem der Randabschnitt 55c der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 den ersten Dichtungsabschnitt 61A überlappt, ist ein Verbindungsbereich zwischen der Metallplatte 55 und dem ersten Dichtungsabschnitt 61A.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der erste Abschnitt 61A in einer zweischichtigen Struktur durch eine in zwei Teile gefaltete Folie gebildet. Der äußere Randabschnitt des ersten Dichtungsabschnitts 61A, der in den zweiten Dichtungsabschnitt 62 eingebettet ist, ist ein gefalteter Abschnitt (gebogener Abschnitt) der Folie. Eine erste Folienschicht, die den ersten versiegelnden Abschnitt 61A bildet, ist mit der einen Fläche 55a verbunden. Ein innerer Rand einer zweiten Folienlage ist außerhalb eines inneren Randes der ersten Folienlage angeordnet und bildet einen stufenförmigen Abschnitt, auf dem der Separator das Trennteil 53 angeordnet ist. Die innere Kante der zweiten Folienschicht befindet sich innerhalb einer Kante der Metallplatte 55.
Der erste Dichtungsabschnitt 61B ist mit der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 der negativen Abschlusselektrode 58 verbunden. Der innere Abschnitt 61b des ersten Dichtungsabschnitts 61B ist zwischen dem Randabschnitt 55c der Metallplatte 55 der negativen Abschlusselektrode 58 und dem Randabschnitt 60c der Metallplatte 60A angeordnet, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen. Ein Bereich, in dem der Randabschnitt 55c der einen Fläche 55a der Metallplatte 55 den inneren Abschnitt 61b des ersten Dichtungsabschnitts 61B überlappt, ist ein Verbindungsbereich zwischen der Metallplatte 55 und dem ersten Dichtungsabschnitt 61B. Der erste Dichtungsabschnitt 61B ist auch mit der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60A verbunden. Ein Bereich, in dem der Randabschnitt 60c der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60A den ersten Dichtungsabschnitt 61B überlappt, ist ein Verbindungsbereich zwischen der Metallplatte 60A und dem ersten Dichtungsabschnitt 61B. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Dichtungsabschnitt 61B auch mit dem Randabschnitt 60c der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60A verbunden. Es kann gesagt werden, dass nicht nur die negative Anschlusselektrode 58, sondern auch die Metallplatte 60A mit dem ersten Dichtungsabschnitt 61B versehen ist.
Der erste Dichtungsabschnitt 61C ist mit der einen Fläche 60a (Außenfläche) der Metallplatte 60A verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Dichtungsabschnitt 61C an einer äußersten Seite in der ersten Richtung D1 unter der Vielzahl der ersten Dichtungsabschnitte 61 angeordnet. Ein Bereich, in dem der Randabschnitt 60c der einen Fläche 60a der Metallplatte 60A den ersten Dichtungsabschnitt 61C überlappt, ist ein Verbindungsbereich zwischen der Metallplatte 60A und dem ersten Dichtungsabschnitt 61C. Die eine Fläche 60a der Metallplatte 60A hat einen freiliegenden Abschnitt 60d, der von dem ersten Dichtungsabschnitt 61C freiliegt. Die Stromkollektorplatte 5 liegt an dem freiliegenden Abschnitt 60d an (in Kontakt mit diesem).
In diesem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Randabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 61B, 61C, die in den zweiten Dichtungsabschnitt 62 eingebettet sind, miteinander verbunden. Das heißt, die ersten Dichtungsabschnitte 61B, 61C werden durch eine Folie gebildet, die in zwei Teile gefaltet wird, wobei der Randabschnitt 60c der Metallplatte 60A dazwischenliegt. Die äußeren Randabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 61B, 61C sind ein gefalteter Abschnitt (gebogener Abschnitt) der Folie. Die Folie, die die ersten Dichtungsabschnitte 61B, 61C bildet, ist mit dem Randabschnitt 60c sowohl auf der einen Fläche 60a als auch auf der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60A verbunden. Indem beide Flächen der Metallplatte 60A auf diese Weise mit den ersten Abschnitten 61B, 61C verbunden werden, kann das Austreten einer elektrolytischen Lösung aufgrund des sogenannten Alkali-Kriechphänomens unterdrückt werden.
Der erste Dichtungsabschnitt 61D ist mit der einen Fläche 60a der Metallplatte 60B verbunden. Der innere Abschnitt 61b des ersten Dichtungsabschnitts 61D ist zwischen dem Randabschnitt 55c der Metallplatte 55 der positiven Abschlusselektrode 59 und dem Randabschnitt 60c der Metallplatte 60B in der ersten Richtung D1 nebeneinander angeordnet. Ein Bereich, in dem der Randabschnitt 60c der einen Fläche 60a der Metallplatte 60B den ersten Dichtungsabschnitt 61D überlappt, ist ein Verbindungsbereich zwischen der Metallplatte 60B und dem ersten Dichtungsabschnitt 61D.
Der erste Dichtungsabschnitt 61E ist auf dem Randabschnitt 60c der anderen Fläche 60b (Außenfläche) der Metallplatte 60B angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Dichtungsabschnitt 61E auf der anderen, in der ersten Richtung D1 äußersten Seite der Vielzahl der ersten Dichtungsabschnitte 61 angeordnet. Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel der erste Dichtungsabschnitt 61E nicht mit der Metallplatte 60B verbunden. Die andere Fläche 60b der Metallplatte 60B hat den freiliegenden Abschnitt 60d, der von dem ersten Dichtungsabschnitt 61E freiliegt. Die Stromkollektorplatte 5 liegt an dem freiliegenden Abschnitt 60d an (in Kontakt).
In diesem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Randabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 61D, 61E, die in den zweiten Dichtungsabschnitt 62 eingebettet sind, miteinander verbunden. Das heißt, die ersten Dichtungsabschnitte 61D, 61E werden durch eine Folie gebildet, die in zwei Teile gefaltet wird, wobei der Randabschnitt 60c der Metallplatte 60B dazwischenliegt.
Die äußeren Randabschnitte der ersten Dichtungsabschnitte 61D, 61E sind ein gefalteter Abschnitt (gebogener Abschnitt) der Folie. Die Folie, die die ersten Dichtungsabschnitte 61D, 61E bildet, ist mit dem Randabschnitt 60c auf der einen Fläche 60a der Metallplatte 60B verbunden.
In den Klebebereichen sind die Flächen der Metallplatten 55, 60A, 60B aufgeraut. Der aufgeraute Bereich kann auf die Verbindungsbereiche beschränkt sein, aber in diesem Ausführungsbeispiel ist die Gesamtheit der einen Fläche 55a der Metallplatten 55 aufgeraut. Darüber hinaus sind die gesamte eine Fläche 60a und die andere Fläche 60b der Metallplatte 60A aufgeraut. Außerdem ist die Gesamtheit der einen Fläche 60a der Metallplatte 60B aufgeraut.
Die Aufrauhung kann zum Beispiel durch die Bildung einer Vielzahl von Vorsprüngen durch Galvanisieren erreicht werden. Aufgrund der Bildung der Vielzahl von Vorsprüngen im Verbindungsbereich dringt geschmolzenes Harz in die Räume zwischen der Vielzahl von Vorsprüngen ein, die durch das Aufrauen an einer Verbindungsschnittstelle mit dem ersten dichtenden Abschnitt 61 im Verbindungsbereich gebildet wurden, um einen Verankerungseffekt bereitzustellen. Dadurch kann die Haftfestigkeit zwischen den Metallplatten 55, 60A, 60B und den ersten Abschnitten 61 verbessert werden. Die beim Aufrauen gebildeten Vorsprünge haben beispielsweise eine Form, die sich von einem Basisende zu einem distalen Ende hin nach außen verjüngt. Auf diese Weise hat eine Sektion zwischen benachbarten Vorsprüngen eine hinterschnittene Form, wodurch die Verankerungswirkung erhöht werden kann.
Der zweite Dichtungsabschnitt 62 ist an einer Außenseite des Elektrodenstapels 51 und der ersten Dichtungsabschnitte 61 bereitgestellt, um die Seitenflächen 51a des Elektrodenstapels 51 zu umgeben, und bildet eine Außenwand (Gehäuse) des Energiespeichermoduls 3. Der zweite Dichtungsabschnitt 62 wird beispielsweise durch Spritzgießen eines Harzes gebildet und erstreckt sich über die gesamte Länge des Elektrodenstapels 51 entlang der ersten Richtung D1. Der zweite Dichtungsabschnitt 62 hat eine rechteckige Rahmenform, die sich mit der ersten Richtung D1 als Axialrichtung erstreckt. Der zweite Dichtungsabschnitt 62 ist mit den Außenflächen der ersten Dichtungsabschnitte 61 verschweißt, zum Beispiel durch Wärme, die beim Spritzgießen erzeugt wird.
Der Dichtungskörper 52 bildet Innenräume V zwischen benachbarten Elektroden und dichtet die Innenräume V ab. Genauer gesagt dichtet der zweite Dichtungsabschnitt 62 zusammen mit den ersten Dichtungsabschnitten 61 Räume zwischen den bipolaren Elektroden 54, die entlang der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen, einen Raum zwischen der negativen Abschlusselektrode 58 und der bipolaren Elektrode 54, die entlang der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen, und einen Raum zwischen der positiven Abschlusselektrode 59 und der bipolaren Elektrode 54, die entlang der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen. So werden die Innenräume V, die jeweils luftdicht unterteilt sind, zwischen den benachbarten bipolaren Elektroden 54, die einander benachbart sind, zwischen der negativen Abschlusselektrode 58 und der bipolaren Elektrode 54 und zwischen der positiven Abschlusselektrode 59 und der bipolaren Elektrode 54 gebildet. Eine elektrolytische Lösung (nicht dargestellt), die eine Alkalilösung wie z.B. eine Kaliumhydroxidlösung umfasst, ist in diesen Innenräumen V enthalten. Die Separatoren 53, die positiven Elektroden 56 und die negativen Elektroden 57 sind mit der elektrolytischen Lösung imprägniert. Der Dichtungskörper 52 dichtet auch einen Raum zwischen der Metallplatte 60A und der negativen Abschlusselektrode 58 sowie einen Raum zwischen der Metallplatte 60B und der positiven Abschlusselektrode 59 ab.
Die Vielzahl der Energiespeichermodule 3 sind über die Stromkollektorplatten 5 gestapelt. Die in der ersten Richtung D1 nebeneinanderliegenden Energiespeichermodule 3 sind über die Stromkollektorplatten 5 elektrisch verbunden. Die Vielzahl der Stromkollektorplatten 5 umfasst eine Stromkollektorplatte 5A an einer Endseite in der ersten Richtung D1, eine Stromkollektorplatte 5B an einer anderen Endseite und eine Vielzahl von (in diesem Ausführungsbeispiel sechs) Stromkollektorplatten 5C, die zwischen den Energiespeichermodulen 3 angeordnet sind. Die Stromkollektorplatte 5C ist zwischen den Energiespeichermodulen 3 bereitgestellt, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen. Die Stromkollektorplatte 5C ist in Kontakt mit dem freiliegenden Abschnitt 60d der anderen Fläche 60b der Metallplatte 60B und dem freiliegenden Abschnitt 60d der einen Fläche 60a der Metallplatte 60A zwischen den Energiespeichermodulen 3 angeordnet, die in der ersten Richtung D1 aneinandergrenzen.
Die Stromkollektorplatten 5A, 5B sind so angeordnet, dass sie die Vielzahl der Energiespeichermodule 3 und die Vielzahl der Stromkollektorplatten 5C auf beiden Seiten in der ersten Richtung D1 einklemmen. Die Stromkollektorplatten 5A, 5B sind in der ersten Richtung D1 auf den Energiespeichermodulen 3 gestapelt, die an den Stapelenden zwischen der Vielzahl der Energiespeichermodule 3 angeordnet sind. Die Stromkollektorplatte 5A ist in der ersten Richtung D1 auf dem an einem Stapelende positionierten Energiespeichermodul 3 gestapelt und ist mit mindestens diesem Energiespeichermodul 3 elektrisch verbunden. Die Stromkollektorplatte 5B ist in der ersten Richtung D1 auf das am anderen Stapelende positionierte Energiespeichermodul 3 aufgestapelt und mit mindestens diesem Energiespeichermodul 3 elektrisch verbunden. Ein negativer Anschluss 7 ist mit der einen Stromkollektorplatte 5A verbunden. Eine positive Klemme 6 ist mit der anderen Stromkollektorplatte 5B verbunden.
Das Rückhalteelement 4 umfasst ein Paar Rückhalteplatten 8, die den Modulstapel 2 auf beiden Seiten in der ersten Richtung D1 einklemmen, und eine Vielzahl von Kopplungselementen 9, die das Paar Rückhalteplatten 8 miteinander verbinden. Das Paar Rückhalteplatten 8 umfasst eine Rückhalteplatte 8A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 und eine Rückhalteplatte 8B auf der Seite des positiven Anschlusses 6. Die beiden Rückhalteplatten 8 sind auf beiden Seiten des Modulstapels 2 in der ersten Richtung D1 gestapelt, so dass sie den Modulstapel 2 einklemmen. Die Kopplungselemente 9 üben über das Paar von Rückhalteplatten 8 von beiden Seiten in der ersten Richtung D1 eine Haltekraft auf den Modulstapel 2 aus. Die Vielzahl der Energiespeichermodule 3 und die Vielzahl der Stromkollektorplatten 5 werden als Modulstapel 2 vereinigt, indem sie durch das Paar der Rückhalteplatten 8 festgeklemmt werden. In diesem Ausführungsbeispiel besteht jedes Verbindungselement 9 aus einem Bolzen 9a und einer Mutter 9b, die das Paar Rückhalteplatten 8 befestigen.
Das Paar Isolierplatten 20 umfasst eine Isolierplatte 20A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 und eine Isolierplatte 20B auf der Seite des positiven Anschlusses 6. Die Isolierplatte 20A ist zwischen der Stromkollektorplatte 5A und der Rückhalteplatte 8A bereitgestellt. Die Isolierplatte 20A ist ein Element, das die Isolierung zwischen der Stromkollektorplatte 5A und der Rückhalteplatte 8A gewährleistet. Die Isolierplatte 20A steht in Kontakt mit der Stromkollektorplatte 5A und der Rückhalteplatte 8A. Die Isolierplatte 20A ist auf der Stromkollektorplatte 5A in der ersten Richtung D1 gestapelt. Die Isolierplatte 20A ist so angeordnet, dass sie in der ersten Richtung D1 gesehen die gesamte Stromkollektorplatte 5A überlappt. Die Rückhalteplatte 8A ist in der ersten Richtung D1 auf die Isolierplatte 20A gestapelt und übt eine Rückhaltelast auf mindestens das an einem Stapelende positionierte Energiespeichermodul 3, die Stromkollektorplatte 5A und die Isolierplatte 20A aus.
Die Isolierplatte 20B ist zwischen der Stromkollektorplatte 5B und der Rückhalteplatte 8B bereitgestellt. Die Isolierplatte 20B ist ein Element zur Gewährleistung der Isolierung zwischen der Stromkollektorplatte 5B und der Rückhalteplatte 8B. Die Isolierplatte 20B steht in Kontakt mit der Stromkollektorplatte 5B und der Rückhalteplatte 8B. Die Isolierplatte 20B ist auf der Stromkollektorplatte 5B in der ersten Richtung D1 gestapelt. Die Isolierplatte 20B ist so angeordnet, dass sie in der ersten Richtung D1 gesehen die gesamte Stromkollektorplatte 5B überlappt. Die Rückhalteplatte 8B ist in der ersten Richtung D1 auf die Isolierplatte 20B gestapelt und übt eine Rückhaltekraft auf mindestens das am anderen Stapelende positionierte Energiespeichermodul 3, die Stromkollektorplatte 5B und die Isolierplatte 20B aus.
Die Isolierplatte 20 wird aus einem isolierenden Material hergestellt. Die Isolierplatte 20 besteht z.B. aus einem Harz wie Polypropylen (PP). Die Isolierplatte 20 hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der sich von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte 8 unterscheidet. Die Isolierplatte 20 hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der höher ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte 8. Die Isolierplatte 20 hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der größer oder gleich dem Zweifachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte 8 ist. Die Isolierplatte 20 kann einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, der größer oder gleich dem Fünffachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte 8 ist.
Die Konfigurationen der Isolierplatte 20 und der Rückhalteplatte 8 werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die bis näher beschrieben. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die die gesamte Konfiguration der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B zeigt. 4 ist eine Draufsicht auf die Rückhalteplatte 8B von der Seite der Innenfläche 11b aus gesehen. 5 ist eine teilweise vergrößerte Draufsicht auf die Rückhalteplatte 8B von der Außenseite 11a aus gesehen. Obwohl die Konfigurationen der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B auf der Seite des positiven Anschlusses 6 in den 3 bis 5 beschrieben sind, sollte beachtet werden, dass die Isolierplatte 20A und die Rückhalteplatte 8A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 ebenfalls ähnliche Konfigurationen aufweisen.
Die Isolierplatte 20B hat eine zugewandte Fläche 20a und eine Vielzahl von (in diesem Ausführungsbeispiel sechs) vorstehenden Abschnitten 30. Die zugewandten Fläche 20a ist der Rückhalteplatte 8B in der ersten Richtung D1 zugewandt. Die zugewandten Fläche 20a hat eine rechteckige Form mit einem Paar von kurzen Seiten 21 und einem Paar von langen Seiten 22. Das Paar der kurzen Seiten 21 und das Paar der langen Seiten 22 bilden eine Außenkante der zugewandten Fläche 20a. Eine kurze Seitenrichtung der zugewandten Fläche 20a ist eine zweite Richtung D2, und eine lange Seitenrichtung der zugewandten Fläche 20a ist eine dritte Richtung D3. Die erste Richtung D1, die zweite Richtung D2 und die dritte Richtung D3 schneiden sich gegenseitig (in diesem Ausführungsbeispiel stehen sie senkrecht zueinander). Die beiden kurzen Seiten 21 stehen sich in der dritten Richtung D3 gegenüber. Die beiden langen Seiten 22 sind einander in der zweiten Richtung D2 zugewandt.
Die mehreren vorstehenden Abschnitte 30 bestehen aus demselben Material wie ein Abschnitt des Körpers der Isolierplatte 20B, der die zugewandte Fläche 20a umfasst, und sind einstückig mit dem Körperabschnitt ausgebildet. Die mehreren vorstehenden Abschnitte 30 sind in Positionen bereitgestellt, die von einer Mitte der zugewandten Fläche 20a beabstandet sind und in Richtung der Rückhalteplatte 8B vorstehen. Die Isolierplatte 20 und die Rückhalteplatte 8 dehnen sich thermisch aus und ziehen sich thermisch radial zusammen. Die Mitte der zugewandten Fläche 20a ist eine Position, die die Mitte ist, wenn sich die Isolierplatte 20 in einer Richtung in der Ebene thermisch ausdehnt und zusammenzieht, und ist eine Position, die sich in der Richtung in der Ebene durch die thermische Ausdehnung und die thermische Kontraktion nicht bewegt. Der Mittelpunkt der zugewandten Fläche 20a ist zum Beispiel ein Schwerpunkt der zugewandten Fläche 20a. Die Isolierplatte 20B ist dünn, so dass die thermische Ausdehnung und die thermische Kontraktion in einer Dickenrichtung (erste Richtung D1) im Vergleich zu der thermischen Ausdehnung und der thermischen Kontraktion in der Richtung innerhalb der Ebene (zweite Richtung D2 und dritte Richtung D3) der gegenüberliegenden Fläche 20a sehr gering ist.
Die Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 30 ist in zwei Reihen entlang jeder der beiden langen Seiten 22 angeordnet. Die mehreren vorstehenden Abschnitte 30 sind an Positionen bereitgestellt, die von der Mitte der zugewandten Fläche 20a in der Richtung der kurzen Seite (zweite Richtung D2) beabstandet sind. Das heißt, die mehreren vorstehenden Abschnitte 30 sind an Positionen bereitgestellt, die von einer Mittellinie auf der gegenüberliegenden Fläche 20a in der zweiten Richtung D2 beabstandet sind. Die Mittellinie auf der zugewandten Fläche 20a in der zweiten Richtung D2 ist eine gerade Linie, die parallel zu dem Paar von Längsseiten 22 verläuft und gleichmäßig von dem Paar von Längsseiten 22 beabstandet ist. Eine Vielzahl der (in diesem Ausführungsbeispiel drei) vorstehenden Abschnitte 30, die näher an einer Längsseite 22 der zugewandten Fläche 20a angeordnet sind, sind in der dritten Richtung D3 voneinander beabstandet angeordnet. Eine Vielzahl der (in diesem Ausführungsbeispiel drei) vorstehenden Abschnitte 30, die näher an der anderen Längsseite 22 der zugewandten Fläche 20a angeordnet sind, sind in der dritten Richtung D3 voneinander beabstandet.
Jeder vorstehende Abschnitt 30 ist in der Richtung innerhalb der Ebene der zugewandten Fläche 20a in einen ersten Vorsprung 31 und einen zweiten Vorsprung 32 unterteilt. In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder vorstehende Abschnitt 30 in der zweiten Richtung D2 geteilt. Der erste Vorsprung 31 ist in der zweiten Richtung D2 näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a angeordnet. Der zweite Vorsprung 32 ist in der zweiten Richtung D2 näher an der Außenkante der zugewandten Fläche 20a angeordnet. In jedem vorstehenden Abschnitt 30 ist der erste Vorsprung 31 an einer Innenseite der zugewandten Fläche 20a und der zweite Vorsprung 32 an einer Außenseite (näher an der entsprechenden langen Seite 22) der zugewandten Fläche 20a in der zweiten Richtung D2 angeordnet.
Der vorstehende Abschnitt 30 ist durch einen Schlitz 33 in den ersten Vorsprung 31 und den zweiten Vorsprung 32 unterteilt. Der Schlitz 33 erstreckt sich in der dritten Richtung D3. Der Schlitz 33 reicht bis zur zugewandten Fläche 20a. Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 sind durch den Schlitz 33 voneinander beabstandet. Der vorstehende Abschnitt 30 hat eine zylindrische Form mit einer Mittelachse in der ersten Richtung D1, die durch den Schlitz 33, der durch die Mittelachse verläuft, geteilt wird. Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 haben jeweils die Form einer C-förmigen Säule, wenn man sie in der ersten Richtung D1 betrachtet. Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 haben die gleiche Form. Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 weisen die gleiche Steifigkeit auf.
Die Dicke der Isolierplatte 20B ist geringer als die Höhe des vorstehenden Abschnitts 30 (Höhe des Vorsprungs gegenüber der Fläche 20a) und beträgt beispielsweise weniger als oder gleich der Hälfte der Höhe des vorstehenden Abschnitts 30. Die Dicke der Isolierplatte 20B beträgt z.B. 2,0 mm. Die Höhe des vorstehenden Abschnitts 30 beträgt z.B. 5 mm.
Die Rückhalteplatte 8 ist eine rechteckige Metallplatte, deren Gebiet in der ersten Richtung D1 gesehen etwas größer ist als das Gebiet des Energiespeichermoduls 3 und der Stromkollektorplatte 5. Eine Querrichtung der Rückhalteplatte 8 fällt mit der zweiten Richtung D2 zusammen. Eine Längsrichtung der Rückhalteplatte 8 fällt mit der dritten Richtung D3 zusammen. Die Rückhalteplatte 8 hat einen Körperabschnitt 11 und ein Paar von Randabschnitten 10. Der Körperabschnitt 11 überlappt den Modulstapel 2 in der ersten Richtung D1 gesehen. Die beiden Randabschnitte 10 erstrecken sich von dem Körperabschnitt 11 in die zweite Richtung D2 und überlappen den Modulstapel 2 nicht, wenn sie in der ersten Richtung D1 betrachtet werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Paar von Randabschnitten 10 auf beiden Seiten des Körperabschnitts 11 in der zweiten Richtung D2 bereitgestellt. Das heißt, der Körperabschnitt 11 ist in der zweiten Richtung D2 zwischen dem Paar von Randabschnitten 10 angeordnet.
Jeder Randabschnitt 10 hat eine Außenfläche 10a, die in der ersten Richtung D1 nach außen weist (in der ersten Richtung D1 von den Energiespeichermodulen 3 weg), und eine Innenfläche 10b, die in der ersten Richtung D1 nach innen weist (in der ersten Richtung D1 zu den Energiespeichermodulen 3 hin). Der Körperabschnitt 11 hat eine Außenfläche 11a, die in der ersten Richtung D1 nach außen weist, und eine Innenfläche 11b, die in der ersten Richtung D1 nach innen weist. Die Außenfläche 10a ist in der ersten Richtung D1 innerhalb der Außenfläche 11a angeordnet. Die Innenfläche 10b ist in der ersten Richtung D1 innerhalb der Innenfläche 11b angeordnet. Die Innenfläche 10b ist der zugewandten Fläche 20a der Isolierplatte 20 zugewandt.
Die beiden Randabschnitte 10 sind äußere Randabschnitte, die sich in Längsrichtung (dritte Richtung D3) der Rückhalteplatte 8 erstrecken. Die Randabschnitte 10 sind mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern 10c bereitgestellt, in die die Bolzen 9a eingebracht werden. Es ist zu beachten, dass die Durchgangslöcher 10c in 3 nicht dargestellt sind. Wie in 4 dargestellt, ist in jedem Abschnitt 10 die Vielzahl der Durchgangslöcher 10c entlang der dritten Richtung D3 voneinander beabstandet angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind die mehreren Durchgangslöcher 10c von einem Ende zum anderen Ende des Randabschnitts 10 in Längsrichtung der Rückhalteplatte 8 in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Wie in 1 dargestellt, ist ein Kopfabschnitt des Bolzens 9a an der Außenfläche 10a der Rückhalteplatte 8A angeordnet. Ein distaler Endabschnitt (Spitze) eines Schaftabschnitts des Bolzens 9a ragt aus der Außenfläche 10a der Rückhalteplatte 8B heraus. Die Mutter 9b wird auf den distalen Abschnitt des Bolzens 9a geschraubt. Die Mutter 9b ist an der Außenfläche 10a der Rückhalteplatte 8B angeordnet.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist die Innenfläche 11b der Rückhalteplatte 8B mit einer Vielzahl von Lochabschnitten 40 bereitgestellt, in die die Vielzahl von vorstehenden Abschnitten 30 eingesetzt sind. Ein vorstehender Abschnitt 30, d.h. ein Paar des ersten Vorsprungs 31 und des zweiten Vorsprungs 32, wird in einen entsprechenden Lochabschnitt 40 eingesetzt. Die Tiefe des Lochabschnitts 40 ist größer als die Höhe des vorstehenden Abschnitts 30. Die Tiefe des Lochabschnitts 40 ist geringer als die Dicke der Rückhalteplatte 8B, und der Lochabschnitt 40 erstreckt sich nicht durch die Rückhalteplatte 8B. Die Tiefe des Lochabschnitts 40 beträgt z.B. 10 mm. Die Dicke der Rückhalteplatte 8B beträgt z.B. 15 mm.
Der Lochabschnitt 40 ist ein Langloch, das sich in der dritten Richtung D3 erstreckt. Eine Länge des Lochabschnitts 40 in der dritten Richtung D3 (Länge des Lochabschnitts 40) ist größer als eine Länge des Lochabschnitts 40 in der zweiten Richtung D2 (Breite des Lochabschnitts 40). Die Vielzahl der Lochabschnitte 40 haben die gleiche Form, können aber auch unterschiedliche Formen haben.
Wie in 5 dargestellt, wird der vorstehende Abschnitt 30 beispielsweise so in den Lochabschnitt 40 eingesetzt (eingepresst), dass der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 jeweils an einer Innenwand 40a des Lochabschnitts 40 anliegen. Der vorstehende Abschnitt 30 ist durch den Schlitz 33 geteilt, was das Einpressen in den Lochabschnitt 40 erleichtert. In 5 sind der Lochabschnitt 40 und der vorstehende Abschnitt 30 in gestrichelten Linien dargestellt. Die Innenwand 40a weist ein Paar flacher Abschnitte auf, die einander in der zweiten Richtung D2 gegenüberliegen und an dem ersten Vorsprung 31 und dem zweiten Vorsprung 32 anliegen. Das Paar flacher Abschnitte klemmt den ersten Vorsprung 31 oder den zweiten Vorsprung 32 in der zweiten Richtung D2 ein.
Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 sind in der zweiten Richtung D2 voneinander beabstandet, auch wenn der vorstehende Abschnitt 30 in den Lochabschnitt 40 eingebracht ist. Ein Spalt des Schlitzes 33, wenn der vorstehende Abschnitt 30 in den Lochabschnitt 40 eingebracht ist, ist kleiner oder gleich einem Spalt des Schlitzes 33, wenn der vorstehende Abschnitt 30 nicht in den Lochabschnitt 40 eingebracht ist. Es ist nur erforderlich, dass der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 zumindest dann an der Innenwand 40a anliegen, wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B thermisch ausdehnen oder thermisch zusammenziehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist es nur erforderlich, dass zumindest der erste Vorsprung 31 an der Innenwand 40a anliegt.
Die Funktionsweise und Effekte der Energiespeichervorrichtung 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden im Folgenden beschrieben.
In der Energiespeichervorrichtung 1 ist die Isolierplatte 20 mit dem vorstehenden Abschnitt 30 bereitgestellt, und die Rückhalteplatte 8 ist mit dem Lochabschnitt 40 bereitgestellt, in den der vorstehende Abschnitt 30 eingebracht wird. Die Isolierplatte 20 kann somit relativ zur Rückhalteplatte 8 positioniert werden, indem der vorstehende Abschnitt 30 in den Lochabschnitt 40 eingebracht wird. Die Isolierplatte 20 und die Rückhalteplatte 8 weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Die Isolierplatte 20 dehnt sich thermisch aus und zieht sich radial von der Mitte der zugewandten Fläche 20a thermisch zusammen. Der vorstehende Abschnitt 30 ist an der zugewandten Fläche 20a in einer Position bereitgestellt, die von der Mitte der zugewandten Fläche 20a beabstandet ist. Wenn sich also die Isolierplatte 20 und die Rückhalteplatte 8 thermisch ausdehnen und zusammenziehen, bewegt sich der vorstehende Abschnitt 30 in der Richtung innerhalb der Ebene der zugewandten Fläche 20a in einer Richtung auf die Mitte der zugewandten Fläche 20a zu oder von ihr weg relativ zu dem Lochabschnitt 40.
6 zeigt Querschnittsansichten der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B einer Energiespeichervorrichtung gemäß einem vergleichenden Beispiel. 7 zeigt Querschnittsansichten der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B der Energiespeichervorrichtung 1. Obwohl die Konfigurationen der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B auf der Seite des positiven Anschlusses 6 in den 6 und 7 beschrieben sind, haben die Isolierplatte 20A und die Rückhalteplatte 8A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 ebenfalls ähnliche Konfigurationen. Obwohl in den 6 und 7 die zugewandten Fläche 20a und die Innenfläche 11b voneinander beabstandet sind, sind sie tatsächlich in Kontakt miteinander.
Die Energiespeichervorrichtung gemäß dem in 6 dargestellten Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von der in 7 dargestellten Energiespeichervorrichtung 1 dadurch, dass die Isolierplatte 20B einen ungeteilten, vorstehenden Abschnitt 130 aufweist. 6(a) zeigt die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B, bevor sie sich thermisch ausdehnen oder zusammenziehen. 6(b) zeigt den vorstehenden Abschnitt 130, der sich relativ zu dem Lochabschnitt 40 bewegt, wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B thermisch ausdehnen oder zusammenziehen. In 6 ist die linke Seite der Zeichnung näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a. In der Energiespeichervorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel greift der vorstehende Abschnitt 130 durch die Bewegung des vorstehenden Abschnitts 130 in die Innenwand 40a des Lochabschnitts 40 ein, und die Spannung konzentriert sich auf die Basis des vorstehenden Abschnitts 130. Der vorstehende Abschnitt 130 ist dick und hat eine hohe Steifigkeit, so dass er nicht dazu neigt, an der Basis zu brechen. Infolgedessen bilden sich Risse in der Isolierplatte 20B in Richtung der Dicke.
7(a) zeigt die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B, bevor sie sich thermisch ausdehnen oder zusammenziehen. 7(b) veranschaulicht den vorstehenden Abschnitt 30, der sich relativ zum Lochabschnitt 40 bewegt, wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B thermisch ausdehnen oder zusammenziehen. In der Energiespeichervorrichtung 1 ist der vorstehende Abschnitt 30 in den ersten Vorsprung 31 und den zweiten Vorsprung 32 unterteilt, wobei der erste Vorsprung 31 näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a und der zweite Vorsprung 32 näher an der Außenkante der zugewandten Fläche 20a angeordnet ist. Sowohl der erste Vorsprung 31 als auch der zweite Vorsprung 32 sind dünner und weisen eine geringere Steifigkeit auf als der ungeteilte vorstehende Abschnitt 130. Selbst wenn der vorstehende Abschnitt 30 durch die Bewegung des vorstehenden Abschnitts 30 mit dem Lochabschnitt 40 kollidiert, kollidiert daher nur einer der ersten Vorsprünge 31 und der zweiten Vorsprünge 32 mit dem Lochabschnitt 40 und bricht leicht an der Basis. Hier bricht nur der erste Vorsprung 31 an der Basis. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20B in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte 20B unterdrückt werden. Da der zweite Vorsprung 32 nach dem Bruch des ersten Vorsprungs 31 ungebremst bleibt, kann die Funktion der Positionierung der Isolierplatte 20B relativ zur Rückhalteplatte 8B durch den zweiten Vorsprung 32 aufrechterhalten werden.
Da die Isolierplatte 20 in der Energiespeichervorrichtung 1 aus einem Harz besteht, wird sie umso brüchiger, je niedriger die Temperatur ist. Daher neigt die Isolierplatte 20 zur Rissbildung, insbesondere bei thermischer Kontraktion. Die Isolierplatte 20 hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der höher ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte 8. Wenn sich die Isolierplatte 20 und die Rückhalteplatte 8 thermisch zusammenziehen, bewegt sich der vorstehende Abschnitt 30 daher in Richtung der Mitte der zugewandten Fläche 20a relativ zum Lochabschnitt 40. Der erste Vorsprung 31, der näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a angeordnet ist, stößt gegen die Innenwand 40a des Lochabschnitts 40, so dass nur der erste Vorsprung 31 durch die Bewegung des vorstehenden Abschnitts 30 aufgrund der thermischen Kontraktion leicht an der Basis bricht.
Die zugewandten Fläche 20a hat eine rechteckige Form mit dem Paar kurzer Seiten 21 entlang der zweiten Richtung D2 und dem Paar langer Seiten 22 entlang der dritten Richtung D3. Daher ist die Maßtoleranz zwischen der Isolierplatte 20 und der Rückhalteplatte 8 in der dritten Richtung D3, die die Längsrichtung ist, tendenziell groß. Der Lochabschnitt 40 ist ein Langloch, das sich in der dritten Richtung D3 erstreckt, so dass selbst in dem Fall, in dem die Maßtoleranz zwischen der Isolierplatte 20 und der Rückhalteplatte 8 in der dritten Richtung D3 groß ist, der vorstehende Abschnitt 30 zuverlässig in den Lochabschnitt 40 eingesetzt werden kann. Die Länge des Lochabschnitts 40 kann entsprechend der Maßtoleranz zwischen der Isolierplatte 20 und der Rückhalteplatte 8 eingestellt werden. Die Maßtoleranz zwischen der Isolierplatte 20 und der Rückhalteplatte 8 beträgt beispielsweise höchstens 3 mm.
In einem Fall, in dem der vorstehende Abschnitt 30 in der Mitte der zugewandten Fläche 20a in der zweiten Richtung D2 bereitgestellt ist, fällt eine Bewegungsrichtung des vorstehenden Abschnitts 30 relativ zu dem Lochabschnitt 40 mit der dritten Richtung D3 zusammen, in der sich der Lochabschnitt 40, der ein Langloch ist, erstreckt. Daher neigt der vorstehende Abschnitt 30 nicht dazu, mit dem Lochabschnitt 40 zu kollidieren, wenn sich der vorstehende Abschnitt 30 bewegt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der vorstehende Abschnitt 30 jedoch in einer Position bereitgestellt, die von der Mitte der gegenüberliegenden Fläche 20a in der zweiten Richtung D2 beabstandet ist. Folglich ist die Bewegungsrichtung des vorstehenden Abschnitts 30 relativ zu dem Lochabschnitt 40 die Richtung in der Ebene der zugewandten Fläche 20a und eine Richtung, die die dritte Richtung D3 schneidet. Der vorstehende Abschnitt 30 neigt daher dazu, mit dem Lochabschnitt 40 zu interferieren. Dementsprechend ist die Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20 in Richtung der Dicke unterdrückt, besonders effektiv.
Die mehreren vorstehenden Abschnitte 30 sind entlang jeder der beiden Längsseiten 22 angeordnet. Auf diese Weise kann die Isolierplatte 20 in Bezug auf die Rückhalteplatte 8 genauer positioniert werden.
Die Dicke der Isolierplatte 20 ist geringer als die Höhe des vorstehenden Abschnitts 30. Da die Isolierplatte 20 also dünn ist, ist die Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20 in Richtung der Dicke unterdrückt, besonders wirksam.
Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 liegen jeweils an der Innenwand 40a des Lochabschnitts 40 an. Auf diese Weise kann die Isolierplatte 20 in Bezug auf die Rückhalteplatte 8 genauer positioniert werden.
Die Isolierplatte 20 hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der größer oder gleich dem Zweifachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte 8 ist. Da also ein großer Unterschied im Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, ist der Betrag der Bewegung des vorstehenden Abschnitts 30 relativ zum Lochabschnitt 40 groß. Folglich ist die Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels, die die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20 in Richtung der Dicke unterdrückt, besonders effektiv.
Der vorstehende Abschnitt 30 ist durch den Schlitz 33 in den ersten Vorsprung 31 und den zweiten Vorsprung 32 unterteilt. Da der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 durch den Schlitz 33 voneinander beabstandet sind, wird der Aufprall auf den anderen Vorsprung unterdrückt, wenn einer der beiden Vorsprünge 31 und 32 an der Basis bricht.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 bei Betrachtung in der ersten Richtung D1 die Form einer C-förmigen Säule haben, können der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 bei Betrachtung in der ersten Richtung D1 eine halbkreisförmige, kreisförmige oder polygonale Säulenform aufweisen. Der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 können unterschiedliche Formen haben.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der erste Vorsprung 31 und der zweite Vorsprung 32 die gleiche Steifigkeit aufweisen, kann die Steifigkeit des ersten Vorsprungs 31 geringer sein als die Steifigkeit des zweiten Vorsprungs 32. In diesem Fall kann eine Konfiguration, in der der erste Vorsprung 31 leicht an der Basis bricht, leichter erreicht werden als in einem Fall, in dem die Steifigkeit des ersten Vorsprungs 31 größer oder gleich der Steifigkeit des zweiten Vorsprungs 32 ist.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der vorstehende Abschnitt 30 durch den Schlitz 33 in den ersten Vorsprung 31 und den zweiten Vorsprung 32 in der zweiten Richtung D2 geteilt ist, kann der vorstehende Abschnitt 30 weiter geteilt werden. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Isolierplatte 20B, die mit einem vorstehenden Abschnitt 30A gemäß einer ersten Variation versehen ist. 9 ist eine Draufsicht auf die Isolierplatte 20B, die mit dem vorstehenden Abschnitt 30A gemäß der ersten Variation bereitgestellt ist.
Obwohl die Konfiguration der Isolierplatte 20B auf der Seite des positiven Anschlusses 6 in den 8 und 9 beschrieben ist, kann die Isolierplatte 20A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 auch eine ähnliche Konfiguration haben. Wie in den 8 und 9 dargestellt, kann der vorstehende Abschnitt 30A beispielsweise in vier Teile geteilt werden, indem er in der dritten Richtung D3 weiter geteilt wird. In diesem Fall umfasst der vorstehende Abschnitt 30A vier voneinander beabstandete Vorsprünge.
Man kann sagen, dass der erste Vorsprung 31 in ein Paar von Vorsprungsteilen 34 in der dritten Richtung D3 unterteilt ist. Man kann sagen, dass der zweite Vorsprung 32 in ein Paar von Vorsprungsteilen 35 in der dritten Richtung D3 unterteilt ist. Sowohl der erste Vorsprung 31 als auch der zweite Vorsprung 32 sind in der dritten Richtung D3 durch einen Schlitz 36 geteilt, der sich in der zweiten Richtung D2 erstreckt. Der Schlitz 36 reicht bis zur zugewandten Fläche 20a. Das Paar von Vorsprüngen 34 ist durch den Schlitz 36 voneinander beabstandet. Das Paar von Vorsprüngen 35 ist durch den Schlitz 36 voneinander beabstandet. Jeder der Vorsprünge 34, 35 kann die Form eines Fächers mit einem zentralen Winkel von 90 Grad haben, wenn man ihn in der ersten Richtung D1 betrachtet. Die vier vorstehenden Teile 34, 35 haben die gleiche Form. Jeder der Vorsprünge 34, 35 kann beispielsweise eine kreisförmige oder polygonale Säulenform haben, wenn man sie in der ersten Richtung D1 betrachtet. Die vier vorstehenden Teile 34, 35 können unterschiedliche Formen haben.
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die die gesamte Konfiguration der Isolierplatte 20B, die mit einem vorstehenden Abschnitt 70 bereitgestellt ist, und der Rückhalteplatte 8B gemäß einer zweiten Variation zeigt. 11 ist eine Draufsicht auf die Rückhalteplatte gemäß der zweiten Variation von der Innenseite der Fläche aus gesehen. Obwohl die Konfigurationen der Isolierplatte 20B und der Rückhalteplatte 8B auf der Seite des positiven Anschlusses 6 in den 10 und 11 beschrieben sind, können die Isolierplatte 20A und die Rückhalteplatte 8A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 auch ähnliche Konfigurationen haben. Wie in den 10 und 11 dargestellt, weist die Isolierplatte 20B ferner eine Vielzahl von (in dieser Variation vier) vorstehenden Abschnitten 70 auf, die an der zugewandten Fläche 20a bereitgestellt sind. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 haben die gleiche Form, können aber auch unterschiedliche Formen haben. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind aus dem gleichen Material wie der Körperabschnitt der Isolierplatte 20B hergestellt und sind einstückig mit dem Körperabschnitt ausgebildet. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind an Positionen bereitgestellt, die von der Mitte der zugewandten Fläche 20a beabstandet sind und in Richtung der Rückhalteplatte 8B vorstehen. Die Höhe der vorstehenden Abschnitte 70 ist beispielsweise die gleiche wie die Höhe der vorstehenden Abschnitte 30.
Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind in einer Reihe entlang einer der kurzen Seiten 21 angeordnet. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind an Positionen bereitgestellt, die von der Mitte der zugewandten Fläche 20a in der Richtung der langen Seite (dritte Richtung D3) beabstandet sind. Das heißt, die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind an Positionen bereitgestellt, die von einer Mittellinie auf der gegenüberliegenden Fläche 20a in der dritten Richtung D3 beabstandet sind. Die Mittellinie auf der zugewandten Fläche 20a in der dritten Richtung D3 ist eine gerade Linie, die parallel zu dem Paar kurzer Seiten 21 verläuft und gleichmäßig von dem Paar kurzer Seiten 21 beabstandet ist. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind auf der zugewandten Fläche 20a in der dritten Richtung D3 näher an einem Ende bereitgestellt als die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 30. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind in der zweiten Richtung D2 angeordnet.
Jeder vorstehende Abschnitt 70 ist in der Richtung innerhalb der Ebene der gegenüberliegenden Fläche 20a in einen ersten Vorsprung 71 und einen zweiten Vorsprung 72 unterteilt. Jeder vorstehende Abschnitt 70 ist in der dritten Richtung D3 geteilt. Der erste Vorsprung 71 ist in der dritten Richtung D3 näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a angeordnet. Der zweite Vorsprung 72 ist in der dritten Richtung D3 näher an der Außenkante der zugewandten Fläche 20a angeordnet. In jedem vorstehenden Abschnitt 70 ist der erste Vorsprung 71 an der Innenseite der Verkleidungsfläche 20a und der zweite Vorsprung 72 an der Außenseite (näher an einer kurzen Seite 21) der Verkleidungsfläche 20a in der dritten Richtung D3 angeordnet.
Der vorstehende Abschnitt 70 ist durch einen Schlitz 73, der sich in der zweiten Richtung D2 erstreckt, in den ersten Vorsprung 71 und den zweiten Vorsprung 72 unterteilt. Der Schlitz 73 reicht bis zur zugewandten Fläche 20a. Der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 sind durch den Schlitz 73 voneinander beabstandet. Der vorstehende Abschnitt 70 hat eine quadratische, röhrenförmige Form, die durch den Schlitz 73 geteilt wird und in der die erste Richtung D1 eine Höhenrichtung, die zweite Richtung D2 die lange Seitenrichtung und die dritte Richtung D3 die kurze Seitenrichtung ist. Sowohl der erste Vorsprung 71 als auch der zweite Vorsprung 72 haben die Form einer U-förmigen Säule, wenn man sie in der ersten Richtung D1 betrachtet. Der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 haben die gleiche Form. Der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 weisen die gleiche Steifigkeit auf.
Die Innenfläche 11b der Rückhalteplatte 8B ist mit einer Vielzahl von (in dieser Variation zwei) Lochabschnitten 80 bereitgestellt, in die die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 eingesetzt sind. Zwei vorstehende Abschnitte 70, d.h. zwei Paare des ersten Vorsprungs 71 und des zweiten Vorsprungs 72, werden in einen entsprechenden Lochabschnitt 80 eingesetzt. Ein vorstehender Abschnitt 70 kann in einen entsprechenden Lochabschnitt 80 eingesetzt werden, oder alle vorstehenden Abschnitte 70 können in einen Lochabschnitt 80 eingesetzt werden. Die Tiefe des Lochabschnitts 80 ist größer als die Höhe des vorstehenden Abschnitts 30. Die Tiefe des Lochabschnitts 80 ist geringer als die Dicke der Rückhalteplatte 8B, und der Lochabschnitt 80 erstreckt sich nicht durch die Rückhalteplatte 8B. Die Tiefe des Lochabschnitts 80 ist die gleiche wie die Tiefe des Lochabschnitts 40.
Der Lochabschnitt 80 ist ein Langloch, das sich in der zweiten Richtung D2 erstreckt. Eine Länge des Lochabschnitts 80 in der zweiten Richtung D2 (Länge des Lochabschnitts 80) ist größer als eine Länge des Lochabschnitts 80 in der dritten Richtung D3 (Breite des Lochabschnitts 80). Die Vielzahl der Lochabschnitte 80 haben die gleiche Form, können aber auch unterschiedliche Formen haben.
Der vorstehende Abschnitt 70 wird beispielsweise so in den Lochabschnitt 80 eingesetzt (eingepresst), dass der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 jeweils an einer Innenwand 80a des Lochabschnitts 80 anliegen. Der vorstehende Abschnitt 70 ist durch den Schlitz 73 geteilt, was das Einpressen in den Lochabschnitt 80 erleichtert. Die Innenwand 80a hat ein Paar flache Abschnitte, die sich in der dritten Richtung D3 gegenüberliegen und an dem ersten Vorsprung 71 und dem zweiten Vorsprung 72 anliegen. Das Paar flacher Abschnitte klemmt den ersten Vorsprung 71 oder den zweiten Vorsprung 72 in der dritten Richtung D3 ein.
Der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 sind in der dritten Richtung D3 voneinander beabstandet, auch wenn der vorstehende Abschnitt 70 in den Lochabschnitt 80 eingebracht ist. Ein Spalt des Schlitzes 73, wenn der vorstehende Abschnitt 70 in den Lochabschnitt 80 eingebracht ist, ist kleiner oder gleich einem Spalt des Schlitzes 73, wenn der vorstehende Abschnitt 70 nicht in den Lochabschnitt 80 eingebracht ist. Es ist nur erforderlich, dass der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 zumindest dann an der Innenwand 80a anliegen, wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B thermisch ausdehnen oder thermisch zusammenziehen. In dieser Variation ist es nur erforderlich, dass zumindest der erste Vorsprung 71 an der Innenwand 80a anliegt.
Die Isolierplatte 20B kann auch relativ zur Rückhalteplatte 8B positioniert werden, indem der vorstehende Abschnitt 70 in den Lochabschnitt 80 gemäß der zweiten Variation eingesetzt wird. Insbesondere ist der vorstehende Abschnitt 70 an der zugewandten Fläche 20a näher an dem einen Ende in der dritten Richtung D3 bereitgestellt als der vorstehende Abschnitt 30. Somit kann beim Anbringen der Isolierplatte 20B an der Rückhalteplatte 8B der vorstehende Abschnitt 30 leicht in den Lochabschnitt 40 eingebracht werden, indem zuerst der vorstehende Abschnitt 70 in den Lochabschnitt 80 eingebracht wird. Die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 sind in der zweiten Richtung D2 angeordnet. Die Isolierplatte 20B kann relativ zur Rückhalteplatte 8B zuverlässig positioniert werden, indem die Vielzahl der vorstehenden Abschnitte 70 in die entsprechenden Lochabschnitte 80 eingebracht werden.
Die Steifigkeit des ersten Vorsprungs 71 und des zweiten Vorsprungs 72 ist geringer als die Steifigkeit eines ungeteilten vorstehenden Abschnitts 70. Selbst wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B wie vorstehend beschrieben thermisch ausdehnen und zusammenziehen und der vorstehende Abschnitt 70 mit dem Lochabschnitt 80 kollidiert, kollidiert daher nur einer der ersten Vorsprünge 71 und des zweiten Vorsprungs 72 mit dem Lochabschnitt 80 und bricht leicht an der Basis. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20B in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte 20B unterdrückt werden.
Der erste Vorsprung 71 ist näher an der Mitte der zugewandten Fläche 20a angeordnet als der zweite Vorsprung 72 und stößt an die Innenwand 80a des Lochabschnitts 80. Daher bricht nur der erste Vorsprung 71 leicht an der Basis, wenn sich die Isolierplatte 20B und die Rückhalteplatte 8B thermisch zusammenziehen. Dadurch wird die Bildung von Rissen in der Isolierplatte 20B in Richtung der Dicke unterdrückt. Infolgedessen kann eine schlechte Isolierung der Isolierplatte 20B unterdrückt werden.
Obwohl in der vorstehenden zweiten Variation der erste Vorsprung 71 und der zweite Vorsprung 72 die gleiche Steifigkeit aufweisen, kann die Steifigkeit des ersten Vorsprungs 71 geringer sein als die Steifigkeit des zweiten Vorsprungs 72. In diesem Fall kann eine Konfiguration, bei der der erste Vorsprung 71 leicht an der Basis bricht, leichter erreicht werden als ein Fall, bei dem die Steifigkeit des ersten Vorsprungs 71 größer oder gleich der Steifigkeit des zweiten Vorsprungs 72 ist.
12 ist eine Draufsicht auf die Isolierplatte 20B, die mit einem vorstehenden Abschnitt 70A gemäß einer dritten Variation versehen ist. Wie in 12 dargestellt, obwohl die Konfiguration der Isolierplatte 20B auf der Seite des positiven Anschlusses 6 in 12 beschrieben ist, kann die Isolierplatte 20A auf der Seite des negativen Anschlusses 7 auch eine ähnliche Konfiguration haben. Wie in 12 dargestellt, weist der zweite Vorsprung 72 in dem vorstehenden Abschnitt 70A eine Rippe 74 auf. Die Rippe 74 erhöht die Steifigkeit des zweiten Vorsprungs 72 und unterdrückt ein Brechen des zweiten Vorsprungs 72.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele und Variationen können gegebenenfalls kombiniert werden.
Bezugszeichenliste
1... Energiespeichervorrichtung, 3...Stromspeichermodul, 5, 5A, 5B, 5C...Stromkollektorplatte, 8, 8A, 8B...Rückhalteplatte, 20, 20A, 20B...Isolierplatte, 20a...Zugewandte Fläche, 21...Kurze Seite, 22...Lange Seite, 30, 30A...Vorstehender Abschnitt, 31...Erster Vorsprung, 32...Zweiter Vorsprung, 33...Schlitz, 34, 35... Vorsprungsteil, 36...Schlitz, 40...Lochabschnitt, 40a...Innenwand, 70, 70A...Vorsprungsteil, 71...Erster Vorsprung, 72...Zweiter Vorsprung, 73...Schlitz, 80...Lochabschnitt, 80a...Innenwand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 20186058 [0003]

Claims

Energiespeichervorrichtung, mit: einem Energiespeichermodul; einer Stromkollektorplatte, die auf dem Energiespeichermodul in einer ersten Richtung gestapelt und elektrisch mit dem Energiespeichermodul verbunden ist; einer Isolierplatte, die in der ersten Richtung auf die Stromkollektorplatte gestapelt ist; und eine Rückhalteplatte, die auf der Isolierplatte in der ersten Richtung gestapelt ist, und eine Rückhaltelast auf das Energiespeichermodul, die Stromkollektorplatte und die Isolierplatte anlegt, wobei die Isolierplatte und die Rückhalteplatte unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei die Isolierplatte eine der Rückhalteplatte zugewandte Fläche und einen ersten vorstehenden Abschnitt aufweist, der an der zugewandten Fläche in einer von der Mitte der zugewandten Fläche beabstandeten Position bereitgestellt ist, wobei die Rückhalteplatte mit einem ersten Lochabschnitt versehen ist, in den der erste vorstehende Abschnitt eingebracht wird, wobei der erste vorstehende Abschnitt in einer zweiten Richtung, die die erste Richtung kreuzt, in einen ersten Vorsprung und einen zweiten Vorsprung unterteilt ist, wobei der erste Vorsprung näher an der Mitte der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung angeordnet ist, und wobei der zweite Vorsprung in der zweiten Richtung näher an einer Außenkante der zugewandten Fläche angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Isolierplatte aus einem Harz hergestellt ist und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der größer ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient der Rückhalteplatte, und wobei der erste Vorsprung an einer Innenwand des ersten Lochabschnitts anliegt.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei eine Steifigkeit des ersten Vorsprungs geringer ist als eine Steifigkeit des zweiten Vorsprungs.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zugewandte Fläche eine rechteckige Form mit einem Paar kurzer Seiten entlang der zweiten Richtung und einem Paar langer Seiten entlang einer dritten Richtung, die die erste Richtung und die zweite Richtung kreuzt, aufweist, und wobei der erste Lochabschnitt ein Langloch ist, das sich in der dritten Richtung erstreckt.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der erste vorstehende Abschnitt an einer Position bereitgestellt ist, die von der Mitte der zugewandten Fläche in der zweiten Richtung beabstandet ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei eine Vielzahl der ersten vorstehenden Abschnitte entlang jeder des Paars von langen Seiten angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Dicke der Isolierplatte geringer ist als die Höhe des ersten vorstehenden Abschnitts.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sowohl der erste Vorsprung als auch der zweite Vorsprung an einer Innenwand des ersten Lochsabschnitts anliegt.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wärmeausdehnungskoeffizient der Isolierplatte größer oder gleich dem Zweifachen des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Rückhalteplatte ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste vorstehende Abschnitt durch einen Schlitz in den ersten Vorsprung und den zweiten Vorsprung unterteilt ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sowohl der erste Vorsprung als auch der zweite Vorsprung in einer dritten Richtung, die die erste Richtung und die zweite Richtung kreuzt, in ein Paar von Vorsprungsteilen unterteilt ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Isolierplatte weiterhin einen zweiten vorstehenden Abschnitt aufweist, der auf der zugewandten Fläche näher an einem Ende in der dritten Richtung bereitgestellt ist als der erste vorstehende Abschnitt, wobei die Rückhalteplatte weiterhin mit einem zweiten Lochabschnitt versehen ist, in den der zweite vorstehende Abschnitt eingebracht wird, und wobei der zweite vorstehende Abschnitt in der dritten Richtung in einen dritten Vorsprung und einen vierten Vorsprung unterteilt ist.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der dritte Vorsprung näher an der Mitte der zugewandten Fläche angeordnet ist als der vierte Vorsprung und an einer Innenwand des zweiten Lochabschnitts anliegt.
Energiespeichervorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei eine Steifigkeit des dritten Vorsprungs geringer ist als eine Steifigkeit des vierten Vorsprungs.
Energiespeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei eine Vielzahl der zweiten vorstehenden Abschnitte in der zweiten Richtung angeordnet sind.