JP2011227998A - Power supply unit and assembled power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源体を車両の固定面に固定するための固定構造に関する。 The present invention relates to a fixing structure for fixing a power supply body to a fixed surface of a vehicle.
従来、樹脂から形成されたケース内に電解液及び電極体を収容した二次電池が提案されている。この種の二次電池は、ケース外面に脚部を設け、この脚部を締結部材を用いて車両の固定面に固定することにより、車両に搭載されている。 Conventionally, a secondary battery in which an electrolytic solution and an electrode body are housed in a case formed of a resin has been proposed. This type of secondary battery is mounted on a vehicle by providing a leg portion on the outer surface of the case and fixing the leg portion to a fixed surface of the vehicle using a fastening member.
しかしながら、前記構成では、車両外部から二次電池に外力が加えられて、前記脚部が塑性変形する際に、前記締結部材が前記ケースに向かうおそれがある。
そこで、本願発明は、車両外部からの衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制することを目的とする。
However, in the above configuration, when an external force is applied to the secondary battery from the outside of the vehicle and the leg portion is plastically deformed, the fastening member may face the case.
Then, this invention aims at suppressing that a fastening member goes to a power supply device, when receiving the impact from the vehicle exterior.
上記課題を解決するために、本願発明に係る電源装置は、(1)車両に搭載される電源体と、前記電源体を車両の固定面に固定するための締結部材が挿通される第1の開口部を備える脚部とを有し、前記脚部は、前記第1の開口部に対して、前記固定面を含む面内方向であって、かつ、前記脚部から前記電源体に向かう方向に対して直交する第1の方向に位置する第2の開口部を有する。(1)の構成によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制できる。 In order to solve the above-described problems, a power supply device according to the present invention includes (1) a first power supply body mounted on a vehicle and a fastening member for fixing the power supply body to a fixed surface of the vehicle. A leg portion having an opening portion, and the leg portion is an in-plane direction including the fixed surface with respect to the first opening portion, and a direction from the leg portion toward the power supply body A second opening located in a first direction orthogonal to the first direction. According to the structure of (1), when receiving an impact from the vehicle exterior, it can suppress that a fastening member goes to a power supply device.
(2)(1)の構成において、前記第1の開口部の開口方向視において、前記脚部において、前記第2の開口部から前記第1の方向の外縁までの長さをT1、前記第1の開口部から前記第1の方向に直交し、前記電源体から離間する第2の方向の外縁までの長さをT2としたときに、T2≧T1なる条件を満足するとよい。車両外部からの衝撃を受けた際に、相対的に脆弱な長さT1に対応する領域に沿って脚部を破断させることができる。これにより、締結部材が電源装置に向かうのをより効果的に抑制できる。 (2) In the configuration of (1), when the first opening is viewed in the opening direction, the length from the second opening to the outer edge in the first direction is set to T1 in the leg portion. When the length from the first opening to the outer edge in the second direction orthogonal to the first direction and spaced from the power supply body is T2, it is preferable that the condition T2 ≧ T1 is satisfied. When receiving an impact from the outside of the vehicle, the leg portion can be broken along the region corresponding to the relatively fragile length T1. Thereby, it can suppress more effectively that a fastening member goes to a power supply device.
(3)(2)の構成において、前記第2の開口部は、前記第1の開口部を挟んだ前記第1の方向の両側に対称に位置させることができる。これにより、脚部の前記第1の方向の両端部を破断開始位置にすることができる。 (3) In the configuration of (2), the second opening can be positioned symmetrically on both sides of the first direction across the first opening. Thereby, the both ends of the said 1st direction of a leg part can be made into a fracture | rupture start position.
(4)(1)の構成において、前記第2の開口部は、前記第1の開口部の中心を通る前記第1の方向を含む第1の領域と、前記第1の領域に対して、前記第1の方向に直交し、前記電源体から離間する第2の方向に隣接する第2の領域とを含み、前記第1の領域は、前記第2の領域よりも前記第1の方向の開口幅が長い。(4)の構成によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、前記第1の領域に沿って第1の方向に脚部を破断させることができる。 (4) In the configuration of (1), the second opening portion has a first region including the first direction passing through a center of the first opening portion, and the first region. A second region that is orthogonal to the first direction and is adjacent to a second direction that is spaced apart from the power supply body, wherein the first region is more in the first direction than the second region. Long opening width. According to the configuration of (4), when receiving an impact from the outside of the vehicle, the leg portion can be broken in the first direction along the first region.
(5)(4)の構成において、前記脚部において、前記第1の開口部の中心を通る前記第1の方向上の前記第1及び第2の開口部以外の総長さをT3としたときに、T2≧T3なる条件を満足するとよい。(4)の構成で得られる効果をより高めることができる。 (5) In the configuration of (4), when the total length of the legs other than the first and second openings in the first direction passing through the center of the first opening is T3. In addition, it is preferable to satisfy the condition of T2 ≧ T3. The effect obtained by the configuration of (4) can be further enhanced.
(1)〜(5)の構成において、前記脚部は、電極体を収容する収容部材の外面、或いは第1の方向に隣接する電源体の間に介在するスペーサ部材に形成してもよい。 (1)-(5) WHEREIN: You may form the said leg part in the spacer member interposed between the outer surface of the accommodating member which accommodates an electrode body, or the power supply body adjacent to a 1st direction.
本願発明によれば、車両外部から衝撃を受けた際に、締結部材が電源装置に向かうのを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the fastening member from moving toward the power supply device when receiving an impact from the outside of the vehicle.
図1は蓄電装置の斜視図である。図2は蓄電装置をY−Z面で切断した断面図である。図3は発電要素の概略図である。蓄電装置100は、複数の単電池1からなる組電池を含む。これらの単電池1は、X軸方向に配列されており、X軸方向に隣接する単電池1は互いに接触する。組電池のX軸方向の両端部には図示しないエンドプレートが位置する。これらのエンドプレートは互いに、図示しない拘束バーにより連結され、これらの単電池1をX軸方向に圧縮する。
FIG. 1 is a perspective view of the power storage device. FIG. 2 is a cross-sectional view of the power storage device taken along the YZ plane. FIG. 3 is a schematic view of the power generation element.
単電池1は、電池ケース10と、電池ケース10の内部に収容された発電要素11(図3参照)とを含む。電池ケース10は、絶縁性の樹脂から形成してもよい。発電要素11とは、充放電を行うことができる要素であり、電池ケース10の内部において巻かれた状態で収容されている。
The
発電要素11は、正極体12と、負極体13と、正極体12及び負極体13の間に配置されたセパレータ14とで構成されている。ここで、正極体12は、集電体と、集電体の表面に形成された正極層とで構成されている。正極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。正極層とは、正極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。また、負極体13は、集電体と、集電体の表面に形成された負極層とで構成されている。負極層は、集電体の片面又は両面に形成することができる。負極層とは、負極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。
The
なお、集電体の一方の面に正極層を形成し、集電体の他方の面に負極層を形成した電極(いわゆるバイポーラ電極)を用いることもできる。また、本実施例では、電解液を用いているが、粒子で形成された固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質がある。 Note that an electrode (a so-called bipolar electrode) in which a positive electrode layer is formed on one surface of the current collector and a negative electrode layer is formed on the other surface of the current collector can also be used. In this embodiment, an electrolytic solution is used, but a solid electrolyte formed of particles can also be used. Examples of the solid electrolyte include a polymer solid electrolyte and an inorganic solid electrolyte.
ここで、単電池1がニッケル−水素電池である場合には、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、MmNi(5−x−y−z)AlxMnyCoz(Mm:ミッシュメタル)等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池1がリチウムイオン電池である場合には、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
Here, when the
図1及び図2を参照して、電池ケース10のZ軸方向の上端面は、ガス放出弁50を有する。ガス放出弁50は、薄肉に形成された破壊式の弁である。電池異常時に発電要素11からガスが発生すると、電池ケース10の内圧が上昇する。電池ケース10の内圧が所定値を超えると、ガス放出弁50が破壊して、電池ケース10の内部のガスが外部に放出される。これにより、電池ケース10の内圧上昇を抑制できる。ガス放出弁50は、スプリング式の自動復帰弁であってもよい。ガス放出弁50は、図示しないガス排出チューブに接続されており、このガス排出チューブを介してガスが車外に放出される。
With reference to FIGS. 1 and 2, the upper end surface of the
電池ケース10のY軸方向の両端面には、それぞれ電極部材40が位置する。電極部材40は、突状である。X軸方向に隣接する電極部材40は互いに、極性が異なり、不図示の導電部材(バスバー)により接続されている。
図2を参照して、電池ケース10のY軸方向の両端面には、一対の脚部30が位置する。脚部30は、電池ケース10と一体的に形成され、X−Y平面に沿って延びる。一対の脚部30はロアケース70のフランジ部70Aの上面(固定面)に位置する。なお、図1では、ロアケース70を省略している。一対の脚部30のうち一方は、締結孔部(第1の開口部)30Aを有する。締結孔部30Aは、内周面に螺旋状の雌ネジ部を有する。締結ボルト80は、脚部30に対してフランジ部70Aを挟んだ反対側から締結孔部30Aに締結される。締結ボルト80が締結孔部30Aに締結されることにより、蓄電装置100を車両に固定することができる。他方の脚部30は、締結孔部30Aを有しない。他方の脚部30に対する締結ボルト80を省略することにより、部品点数の削減による低コスト化を図ることができる。
Referring to FIG. 2, a pair of
蓄電装置100をZ軸方向から視たとき、締結孔部30Aを有する脚部30は、千鳥状(X軸方向に対して交差するクロス状)に位置する。すなわち、X軸方向に隣接する単電池1において、一方の単電池1はY軸方向の一端側の脚部30に締結孔部30Aが形成されており、他方の単電池1はY軸方向の他端側の脚部30に締結孔部30Aが形成されている。
When the
次に、図4を参照して、締結孔部30Aを有する脚部30の構成について詳細に説明する。図4は脚部のZ矢視図であり、X軸方向が第1の方向に対応し、Y軸方向が第2の方向に対応する。締結孔部30Aは、脚部30のX軸方向の略中心に位置する。締結孔部30AのX軸方向の両側には、孔部30B、30C(第2の開口部)が位置する。孔部30B及び30Cは、矩形状であり、締結孔部30Aに対して対称に位置する。ここで、脚部30において、孔部30BからX軸方向の外縁までの長さをT1、締結孔部30AからY軸方向の外縁までの長さをT2としたとき、下記の(1)式を満足する。
T2≧T1・・・・・・・・・・・・・(1)
Next, with reference to FIG. 4, the structure of the
T2 ≧ T1 (1)
(1)式を満足することによる作用効果を、図5を用いて説明する。図5は、脚部のZ矢視図であり、破断時の挙動を模式的に示す。蓄電装置100に対して車両外部から矢印方向に外力が加わると、脚部30は電池ケース10に接近する方向に衝撃を受ける。ここで、長さT1で示す領域は、長さT2で示す領域よりも長さが短いため、相対的に脆弱な構造である。したがって、脚部30は、波線に沿って破断する。これにより、締結ボルト80が電池ケース10に向かうのを抑制できる。
The effect by satisfying the formula (1) will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a Z arrow view of the leg, and schematically shows the behavior at the time of breakage. When an external force is applied to
上記(1)式で得られる効果は、衝突試験により実証したが、本明細書では破断のメカニズムを論理的に説明しているため、衝突試験の実験データについては省略する。 The effect obtained by the above equation (1) has been verified by a collision test. However, in this specification, the fracture mechanism is logically explained, and therefore, the experimental data of the collision test is omitted.
(実施形態2)
上述の実施形態1では、締結孔部30Aの両側に位置する孔部30B、30Cの形状を矩形としたが、本実施形態の孔部30D、30EはX軸方向の幅が異なる領域を含んだ形状である。図6は、本実施形態の脚部30のZ矢視図であり、実施形態1と同一の構成要素には同一符合を付している。
(Embodiment 2)
In
締結孔部30Aは、脚部30のX軸方向の略中心に位置する。締結孔部30AのX軸方向の両側には、孔部30D及び30Eが位置する。孔部30D及び30Eは、締結孔部30Aに対して対称に位置する。孔部30Dは、Y軸方向の中央側に位置する三角辺形状の突出孔部301Dと、突出孔部301DのY軸方向の両側に位置する矩形孔部302Dとから構成される。突出孔部301Dは、Y軸方向の中心に接近するにしたがって、前記中心から離間する方向に傾く形状であり、その頂部は、締結孔部30Aの中心とX軸方向において並ぶ位置に位置する。従って、孔部30DのX軸方向の幅は、矩形孔部302Dを通る二点鎖線II上の領域(第2の領域)よりも、締結孔部30Aの中心を通る二点鎖線I上の領域(第1の領域)のほうが大きい。なお、孔部30Eは、突出孔部301E及び矩形孔部302Eから構成されている。孔部30Eの詳細については、孔部30Dと同じであるため省略する。
The
ここで、脚部30において、突出孔部301Dから脚部30のX軸方向の外縁までの長さをT4、締結孔部30Aから脚部30のY軸方向の外縁までの長さをT2としたとき、下記の(2)式を満足するのが好ましい。
T2≧T4・・・・・・・・・・・・・・(2)
長さT4は、突出孔部301Dの頂部を基準としたときの長さである。(2)式を満足することにより、脚部30を、突出孔部301Dの頂部に沿ったX軸方向に破断させることができる。
Here, in the
T2 ≧ T4 (2)
The length T4 is a length based on the top of the protruding
ここで、脚部30において、二点鎖線I上の締結孔部30A及び孔部30D、30E以外の総長さをT3としたときに、下記の(3)式を満足するのがより好ましい。
T2≧T3・・・・・・・・・・・・・・(3)
ここで、T3=T4+T5+T6+T7であり、T5は突出孔部301Dから締結孔部30Aまでの長さ、T6は締結孔部30Aから突出孔部301Eまでの長さ、T7は突出孔部301Eから外縁までの長さを示す。
(3)式を満足することにより、上述の(2)式で得られる効果を高めることができる。なお、上記(2)式、(3)式で得られる効果は、衝突試験により実証したが、本明細書では破断のメカニズムを論理的に説明しているため、衝突試験の実験データについては省略する。
Here, in the
T2 ≧ T3 (3)
Here, T3 = T4 + T5 + T6 + T7, T5 is the length from the projecting
By satisfying the expression (3), the effect obtained by the above expression (2) can be enhanced. Although the effects obtained by the above formulas (2) and (3) have been verified by a crash test, the description of the crash test experimental data is omitted in this specification because the mechanism of fracture is logically explained. To do.
本実施形態において、長さT4、T5、T6、T7を全て同じ長さに設定したが、異なる長さに設定してもよい。 In the present embodiment, the lengths T4, T5, T6, and T7 are all set to the same length, but may be set to different lengths.
本実施形態の孔部30D、30Eに代えて、図7に図示する孔部30F、30Gを用いることもできる。孔部30F、30Gは、これらの孔部30F、30GのY軸方向の中心に接近するにしたがって、前記中心から離間する方向に屈曲する。
Instead of the
(変形例)
上述の実施形態では、電解液及び電極体を収容した電池ケース10の外面に脚部30を設けたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電解液及び電極を小ケースに収容した小蓄電素子を大ケース内に複数個配列した蓄電モジュールに対して本願発明を適用することができる。具体的には、前記大ケースに脚部を設けて、この脚部に本願発明を適用することができる。
(Modification)
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、脚部30の締結孔部30Aに雌ネジ部を形成したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、締結孔部30Aの雌ネジ部は省略することができる。この場合、締結ボルト80を脚部30の上端面から突出させ、この突出部分に図示しないナット部材を締結することにより、脚部30をロアケース70に固定できる。また、締結孔部30A、孔部30B及び30Cは、両方の脚部30が有してもよい。さらに、全ての単電池1の脚部30が、孔部30A〜30Cを有してもよい。
In the above-mentioned embodiment, although the internal thread part was formed in the
上述の実施形態では、蓄電装置100をロアケース70に固定したが、車両の他の構造物に固定してもよい。この場合、当該他の構造物における脚部30の取り付け面が固定面となる。
In the above-described embodiment, the
本願発明は、キャパシタ、燃料電池などの他の電源体を車両に固定する固定構造にも適用することができる。 The present invention can also be applied to a fixing structure for fixing other power source bodies such as capacitors and fuel cells to a vehicle.
本願発明は、図8に図示する蓄電装置200にも適用することができる。蓄電装置200は、単電池201、スペーサ部材202及びエンドプレート203を含む。単電池201及びスペーサ部材202はX軸方向に交互に配列されている。エンドプレート203は、蓄電装置200のX軸方向の両端部に位置して、単電池201及びスペーサ部材202から構成される積層体をX軸方向に圧縮している。スペーサ部材202のX軸方向の端面には、複数のリブ形状部202Aを有する。これらのリブ形状部202Aは、Z軸方向に所定の間隔を隔てて位置する。Z軸方向に隣接するリブ形状部202に挟まれた領域は、冷媒が流れる冷媒通路を形成する。スペーサ部材202は、脚部202Bを有する。この脚部202Bに本願発明を適用することができる。
The present invention can also be applied to the
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、すべて本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications, various improvements, alternatives and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are all within the scope of the present invention.
1 単電池 10 電池ケース 30 脚部 30A 締結孔部
30B〜30G 孔部 70 ロアケース 70A フランジ部 80 締結ボルト
1
Claims (9)
前記電源体を車両の固定面に固定するための締結部材が挿通される第1の開口部を備える脚部とを有し、
前記脚部は、
前記第1の開口部に対して、前記固定面を含む面内方向であって、かつ、前記脚部から前記電源体に向かう方向に対して直交する第1の方向に位置する第2の開口部を有する電源装置。 A power supply mounted on the vehicle;
A leg portion having a first opening through which a fastening member for fixing the power supply body to a fixed surface of the vehicle is inserted;
The legs are
A second opening located in a first direction perpendicular to the direction from the legs toward the power supply body, in the in-plane direction including the fixed surface with respect to the first opening. Power supply apparatus having a section.
前記脚部において、前記第2の開口部から前記第1の方向の外縁までの長さをT1、前記第1の開口部から前記第1の方向に直交し、前記電源体から離間する第2の方向の外縁までの長さをT2としたときに、(1)式を満足する請求項1に記載の電源装置。
T2≧T1・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) In the opening direction view of the first opening,
In the leg portion, a length from the second opening portion to the outer edge in the first direction is T1, and a length perpendicular to the first direction from the first opening portion is separated from the power supply body. 2. The power supply device according to claim 1, wherein when the length to the outer edge in the direction of T is T2, Equation (1) is satisfied.
T2 ≧ T1 (1)
前記第1の領域は、前記第2の領域よりも前記第1の方向の開口幅が長い請求項1に記載の電源装置。 The second opening includes a first region including the first direction passing through a center of the first opening, and is orthogonal to the first direction with respect to the first region, A second region adjacent in the second direction away from the power supply body,
The power supply device according to claim 1, wherein the first region has an opening width in the first direction longer than that of the second region.
T2≧T3・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) In the leg portion, the length from the first opening to the outer edge in the second direction is T2, and the first and second on the first direction passing through the center of the first opening. The power supply device according to claim 4, wherein the expression (2) is satisfied when a total length other than the opening is T3.
T2 ≧ T3 (2)
樹脂から形成される収容部材と、
前記収容部材に収容された電極体と、
前記収容部材に収容された電解液とを含み、
前記脚部は、前記収容部材の外面に位置する請求項1乃至6のうちいずれか一つに記載の電源装置。 The power source is
A housing member formed of resin;
An electrode body housed in the housing member;
An electrolyte contained in the housing member,
The power supply device according to claim 1, wherein the leg portion is located on an outer surface of the housing member.
互いに隣接する電源体の間に配置される複数のスペーサ部材と、
前記複数のスペーサ部材のうち少なくとも一つに形成された請求項1に記載の脚部と、を有する組電源。
A power supply group in which a plurality of the power supply bodies according to claim 1 are arranged in the first direction;
A plurality of spacer members disposed between power supply bodies adjacent to each other;
An assembled power source comprising: the leg portion according to claim 1 formed on at least one of the plurality of spacer members.
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