JP2014182942A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セル(単電池)やキャパシタなどの蓄電素子であって、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備える蓄電装置に関する。 The present invention is a power storage element such as a battery cell (single cell) or a capacitor, and includes a plurality of power storage elements aligned in a first direction and a plurality of spacers arranged between adjacent power storage elements. Relates to the device.
この種の蓄電装置として、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子間及び第一方向における複数の蓄電素子の両側にそれぞれ配置される複数のスペーサと、第一方向において複数の蓄電素子を挟み込む一対の終端部材とを備えたものが知られている(特許文献1)。 As this type of power storage device, a plurality of power storage elements aligned in the first direction, a plurality of spacers disposed between adjacent power storage elements and on both sides of the plurality of power storage elements in the first direction, One having a pair of termination members that sandwich a plurality of power storage elements is known (Patent Document 1).
特許文献1に記載されたスペーサは、スペーサ本体と、該スペーサ本体から延出し、延出方向においてスペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部(特許文献1の図5及び図6の「保持部材30」、「抑え片32」、「ホルダ舌片33」、「取付フレーム38」)とを備えている。スペーサ本体には、全面にわたり冷媒を均等に流通させるための複数の円形の貫通部(特許文献1の図5及び図6の「通口25」)が形成され、保持部の一部(特許文献1の図6の「抑え片32」)には、樹脂成形上必然となる貫通部が形成されている。
The spacer described in
ところで、特許文献1の蓄電装置では、隣り合う蓄電素子間や隣り合う終端部材及び蓄電素子間に隙間が形成されてこれらの隙間に空気が流通することで電池セルが冷却される、いわゆる空冷式が採用されている。そこで、スペーサ本体は、例えば矩形波形状の断面形状を有している。そのため、特許文献1の蓄電装置では、隣り合う蓄電素子間や隣り合う終端部材及び蓄電素子間は、ある程度の離隔が保たれており、上記貫通部によって非絶縁部が形成されていても、絶縁性には特に問題がない。
By the way, in the power storage device of
しかしながら、設計上の理由で、複数の電池セルの第一方向における全長が短くなる場合やその全長を短くする必要がある場合、上記貫通部における隣り合う蓄電素子同士の絶縁距離や上記貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離が短くなり、絶縁性に問題が生じてくるおそれがある。 However, for design reasons, when the total length in the first direction of the plurality of battery cells is shortened or when it is necessary to shorten the total length, the insulation distance between adjacent power storage elements in the penetrating portion or the penetrating portion There is a possibility that the insulation distance between the terminal member and the power storage element is shortened, and there is a problem in insulation.
そこで、本発明は、隣り合う終端部材及び蓄電素子間に非絶縁部が局所的に形成されていても、両者間の絶縁性が損なわれることがない蓄電装置を提供することを課題とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a power storage device in which the insulating property between the two is not impaired even when a non-insulating portion is locally formed between the adjacent termination member and the power storage element.
本発明に係る蓄電装置は、
蓄電素子と、
該蓄電素子に取り付けられるスペーサと、
蓄電素子を加圧する終端部材とを備え、
スペーサは、貫通部を有し、
終端部材は、貫通部に対応した箇所に逃がし部を有する。
The power storage device according to the present invention includes:
A storage element;
A spacer attached to the electricity storage element;
A termination member that pressurizes the electricity storage element,
The spacer has a penetrating part,
The termination member has a relief portion at a location corresponding to the penetrating portion.
かかる構成によれば、隣り合う終端部材及び蓄電素子間には、貫通部によって非絶縁部が局所的に形成されている。しかしながら、終端部材は、貫通部に対応した箇所、すなわち、非絶縁部に対応した箇所に、逃がし部を有している。逃がし部によって、貫通部における終端部材と蓄電素子との間隔は長くなる。これにより、貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離は長くなる。 According to this configuration, the non-insulating part is locally formed by the penetrating part between the adjacent termination member and the power storage element. However, the termination member has a relief portion at a location corresponding to the penetrating portion, that is, a location corresponding to the non-insulating portion. The clearance between the terminal member and the power storage element in the penetrating portion becomes longer due to the escape portion. Thereby, the insulation distance of the termination | terminus member and electrical storage element in a penetration part becomes long.
ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
スペーサは、蓄電素子及び終端部材に当接する両面の少なくとも一方の面が平坦面であるスペーサ本体を備える
ようにすることができる。
Here, as one aspect of the power storage device according to the present invention,
The spacer may include a spacer body in which at least one of both surfaces contacting the power storage element and the termination member is a flat surface.
かかる構成によれば、スペーサのコスト低減のため、スペーサ本体の少なくとも一方の面が平坦面とされることがある。この場合、終端部材に逃がし部がなければ、スペーサの貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離が短くなるという問題が生じてくる。終端部材に逃がし部が形成される意義は、少なくとも一方に平坦面を有するスペーサ本体である場合に非常に意義が大きい。 According to such a configuration, at least one surface of the spacer body may be a flat surface in order to reduce the cost of the spacer. In this case, if there is no escape portion in the termination member, there arises a problem that the insulation distance between the termination member and the power storage element in the penetrating portion of the spacer is shortened. The significance that the escape portion is formed on the terminal member is very significant when the spacer body has a flat surface on at least one side.
また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
スペーサは、
スペーサ本体と、
該スペーサ本体の外周部から延出する延出片とを備え、
スペーサ本体と延出片とは、一体的に樹脂成型され、
貫通部は、スペーサ本体と延出片との接続部に形成されている
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage device according to the present invention,
The spacer
A spacer body;
An extended piece extending from the outer periphery of the spacer body,
The spacer body and the extension piece are integrally molded with resin,
The penetrating portion can be formed at the connecting portion between the spacer body and the extending piece.
かかる構成によれば、スペーサを樹脂成型するために貫通部が必要となり、この貫通部が形成されてしまうことで、終端部材と蓄電素子との絶縁距離が短くなるという問題が生じてくる。終端部材に逃がし部が形成される意義は、スペーサが樹脂成型される場合に非常に意義が大きい。 According to such a configuration, a through portion is required to resin-mold the spacer, and the formation of this through portion causes a problem that the insulation distance between the termination member and the power storage element is shortened. The significance that the escape portion is formed on the terminal member is very significant when the spacer is resin-molded.
また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
第一方向に整列される複数の蓄電素子と、
隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備え、
該複数のスペーサのそれぞれは、
スペーサ本体と、
該スペーサ本体から延出し、延出方向において該スペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部とを備え、
該保持部は、該蓄電素子の該端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備え、
貫通部は、スペーサ本体のうち、第一方向において係止部に対応した箇所に形成される受け部である
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage device according to the present invention,
A plurality of power storage elements aligned in a first direction;
A plurality of spacers disposed between adjacent power storage elements,
Each of the plurality of spacers is
A spacer body;
A holding portion that extends from the spacer body and holds an end of the electricity storage element facing the spacer body in the extending direction;
The holding portion includes a locking portion that locks the opposite surface in the extending direction of the end portion of the power storage element,
The penetrating portion can be a receiving portion formed at a location corresponding to the locking portion in the first direction in the spacer body.
かかる構成によれば、複数の蓄電素子がその間にスペーサを配置しつつ整列されるに際し、各スペーサの保持部の係止部は、保持部が延出する方向にある隣のスペーサのスペーサ本体の受け部に受け入れられる。そのため、係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たってしまうことはない。これにより、複数の蓄電素子をその間にスペーサを密着させて整列させることができる。貫通部は、こういった目的のために形成されている。終端部材に逃がし部が形成される意義は、複数の蓄電素子を密着させて整列させる場合の、係止部とスペーサ本体との干渉をなくすために、スペーサ本体に受け部としての貫通部が形成される場合に非常に意義が大きい。 According to such a configuration, when the plurality of power storage elements are aligned with the spacers disposed therebetween, the locking portions of the holding portions of the spacers are arranged on the spacer main body of the adjacent spacer in the extending direction of the holding portions. Accepted by the receiving part. For this reason, the locking portion does not hit the spacer body of the adjacent spacer. Thus, the plurality of power storage elements can be aligned with the spacers in close contact therebetween. The penetration part is formed for such a purpose. The significance of forming the escape portion on the end member is that a through portion as a receiving portion is formed in the spacer main body in order to eliminate interference between the locking portion and the spacer main body when a plurality of power storage elements are arranged in close contact with each other. When it is done, it is very significant.
また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
貫通部は、スペーサの外周部に形成され、
逃がし部は、終端部材の端部に形成されている
ようにすることができる。
As still another aspect of the power storage device according to the present invention,
The penetrating part is formed on the outer periphery of the spacer,
The relief portion may be formed at the end portion of the termination member.
かかる構成によれば、隣り合う終端部材及び蓄電素子の端部間には、スペーサの外周部に形成された貫通部によって非絶縁部が局所的に形成されている。しかしながら、終端部材は、貫通部に対応した箇所、すなわち、終端部材の端部の対応した箇所に、逃がし部を有している。逃がし部によって、貫通部における終端部材と蓄電素子との間隔は長くなる。これにより、貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離は長くなる。 According to this configuration, the non-insulating portion is locally formed between the adjacent termination member and the end portion of the power storage element by the through portion formed in the outer peripheral portion of the spacer. However, the termination member has an escape portion at a location corresponding to the penetrating portion, that is, at a location corresponding to the end of the termination member. The clearance between the terminal member and the power storage element in the penetrating portion becomes longer due to the escape portion. Thereby, the insulation distance of the termination | terminus member and electrical storage element in a penetration part becomes long.
この場合、
逃がし部は、貫通部に対応した箇所を含んで貫通部よりも広い領域に形成されている
ようにすることができる。
in this case,
The relief part can be formed in a wider area than the penetration part including the part corresponding to the penetration part.
かかる構成によれば、貫通部に対応した箇所を含んで広めに逃がし部が形成されているため、終端部材と蓄電素子との絶縁距離を確実に確保することができる。 According to this configuration, since the escape portion is formed wider including the portion corresponding to the penetrating portion, the insulation distance between the termination member and the power storage element can be reliably ensured.
以上のように、本発明によれば、隣り合う終端部材及び蓄電素子間に配置されるスペーサの貫通部に対応して、終端部材の該当箇所に逃がし部が形成されるため、隣り合う終端部材及び蓄電素子の間隔が狭くなったとしても、貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離は確保され、両者間の絶縁性が損なわれるのを防止することができるという優れた効果を奏し得る。 As described above, according to the present invention, since the escape portion is formed at a corresponding portion of the termination member corresponding to the penetrating portion of the spacer disposed between the adjacent termination member and the power storage element, the adjacent termination member And even if the interval between the power storage elements becomes narrow, the insulation distance between the terminal member and the power storage element in the penetrating portion is ensured, and the excellent effect that the insulation between them can be prevented from being impaired can be achieved. .
以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、図面を参酌しつつ説明する。 Hereinafter, a battery module which is an embodiment of a power storage device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図5に示すように、電池モジュール1は、第一方向に整列される複数の電池セル3と、隣り合う電池セル3間及び第一方向における複数の電池セル3の両側にそれぞれ配置される複数のスペーサ5と、複数の電池セル3及び複数のスペーサ5を保持してパッケージ化するフレーム7と、複数の電池セル3の電圧、電流又は温度の少なくとも一つを電池セル3毎に監視するセル監視回路(CMU:Cell Monitor Unit)モジュール9とを備えている。
As shown in FIGS. 1-5, the
なお、以下においては、便宜上、第一方向をX方向(各図に示された直交軸のうちのX軸方向)といい、第一方向と直交する第二方向をY方向(各図に示された直交軸のうちのY軸方向)といい、第一方向及び第二方向と直交する第三方向をZ方向(各図に示された直交軸のうちのZ軸方向)という。各図においては、X方向、Y方向、Z方向のそれぞれ一方側に対し、X、Y、Zの記号を付している。なお、Z方向が鉛直方向に置かれた場合、Z方向は上下方向となり、Y方向は左右方向、X方向は前後方向となる。 In the following, for the sake of convenience, the first direction is referred to as the X direction (X-axis direction among the orthogonal axes shown in each drawing), and the second direction orthogonal to the first direction is referred to as the Y-direction (shown in each drawing). The third direction orthogonal to the first direction and the second direction is referred to as the Z direction (the Z axis direction among the orthogonal axes shown in each drawing). In each figure, the X, Y, and Z symbols are attached to one side in each of the X, Y, and Z directions. When the Z direction is placed in the vertical direction, the Z direction is the up / down direction, the Y direction is the left / right direction, and the X direction is the front / rear direction.
電池セル3は、開口部を有するケース本体31と、該ケース本体31の開口部を塞いで密閉する蓋体32とで構成されるケース30を備えている。ケース30内には、互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体(図示せず)が収容されている。電池セル3は、X方向に扁平な角形電池である。
The
電池セル3は、正負極一対の電極端子33を備えている。隣り合う電池セル3は、極性が反対となるように配置され、隣り合う電池セル3の電極端子33にはバスバー34が取り付けられる。その上で、電極端子33にはナット(図示しない)が螺合される。これにより、複数の電池セル3は、電気的に接続され、一つの電池を構成する。なお、複数の電池セル3のうち、X方向において両端に位置する二つの電池セル3のうち、一方の電池セル3(以下、「一端にある電池セル」という)の一方の電極端子(正極の電極端子)33には、正極の外部端子35が取り付けられ、他方の電池セル3(以下、「他端にある電池セル」という)の一方の電極端子(負極の電極端子)33には、負極の外部端子35が取り付けられている。
The
スペーサ5は、合成樹脂製であり、絶縁性を有している。スペーサ5は、スペーサ本体50と、該スペーサ本体50からX方向に延出し、X方向において該スペーサ本体50と対向する電池セル3の外周端部を保持する保持部51とを備えている。スペーサ本体50は、電池セル3のケース30がX方向から見て矩形状であるのに対応して、矩形状に形成されている。保持部51は、スペーサ本体50の四つの角部のそれぞれに形成された角部保持部52と、スペーサ本体50の三辺のそれぞれ中央部に形成された角部間保持部53とを備えている。
The
なお、本実施形態に係る電池モジュールでは、電池セル3の冷却方式として、内部に(パイプを介して)水などの冷却媒体が流通する冷却プレート(ヒートシンク)に(例えば熱伝導性のゲルを介して)電池セル3が接触することで電池セル3が冷却される、いわゆる水冷式が採用されている。電池セル3間に隙間が形成されてこの隙間に空気が流通することで電池セル3が冷却される、いわゆる空冷式ではない。空冷式のスペーサであれば、空気の流路を確保するために、例えば矩形波形状の断面形状を有するスペーサ本体が用いられるが、水冷式のスペーサではその必要がないため、そして、複数の電池セル3をできるだけ密に配置して冷却プレート上により多くの電池セル3を載せるため、本実施形態では、平坦な板状のスペーサ本体50が用いられる。これにより、スペーサ5は、隣り合う電池セル3の一方の電池セル3のケース30のX方向における面がスペーサ本体50の一方の面に当接し、且つ、隣り合う電池セル3の他方の電池セル3のケース30のX方向における面がスペーサ本体50の他方の面に当接するようにして、隣り合う電池セル3間に配置される。
In the battery module according to the present embodiment, as a cooling method for the
角部保持部52は、図6及び図7に示す如く、スペーサ本体50の角部におけるY方向及びZ方向の直交端縁からX方向の一方側及び他方側の両側に延出する延出片520によって構成されている。延出片520は、X方向における長さが電池セル3のX方向における厚み寸法よりも短くなるように延出している。延出片520の直交する二つの内面は、電池セル3の外周端部のうち、角部に当接するようになっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
延出片520のうち、X方向の一方側の部分は、先端から基端側の所定幅領域で外面側から薄肉にされることで、外側段差部521を有している。延出片520のうち、X方向の他方側の部分は、先端から基端側に所定幅領域で内面側から薄肉にされることで、内側段差部522を有している。そこで、スペーサ5に保持された電池セル3がX方向に整列されると、隣り合うスペーサ5の一方のスペーサ5のそれぞれ角部保持部52の内側段差部522内に、他方のスペーサ5のそれぞれ角部保持部52の外側段差部521が入り込む。これにより、隣り合うスペーサ5は、Y方向又はZ方向で互いにずれることはない。
Of the
角部間保持部53は、スペーサ本体50の頂部(頂辺)の中央箇所に設けられた頂部保持部53Aと、スペーサ本体50の左右の側部(側辺)の中央箇所に設けられた第一側部保持部53B及び第二側部保持部53Cとを備えている。頂部保持部53A、第一側部保持部53B及び第二側部保持部53Cのそれぞれは、X方向の他方側に延出する延出片530によって構成されている。第一側部保持部53Bの延出片530は、X方向における長さが電池セル3のX方向における厚み寸法よりも僅かに長くなるように延出している。第二側部保持部53Cの延出片530は、X方向における長さが電池セル3のX方向における厚み寸法よりも短くなるように延出している。
The
頂部保持部53A及び第一側部保持部53Bのそれぞれは、その先端部に、内側に突出する突片531を備えている。頂部保持部53Aの突片531は、スペーサ本体50の底部に向かって突出し、第一側部保持部53Bの突片531は、第二側部保持部53Cに向かって突出している。頂部保持部53Aの突片531は、Y方向にある程度の幅を有して形成されている。第一側部保持部53Bの突片531は、Z方向に間隔を有して二つ形成されている。これら突片531は、スペーサ本体50と同じ厚み又はスペーサ本体50よりも薄い厚みを有している。
Each of the top
第二側部保持部53Cは、その先端部に、内側に突出する突起532を備えている。突起532は、第一側部保持部53Bに向かって突出している。突起532は、突片531よりはスペーサ本体50寄りに位置している。突起532は、Z方向に近接配置された一組がZ方向に間隔を有して二組形成されている。
The second side
ここで、突片531及び突起532が形成されることに対し、スペーサ本体50のうち、X方向において突片531及び突起532に対応したそれぞれの箇所には、開口500が形成されている。スペーサ本体50は、頂部保持部53Aの突片531に対応して形成された開口500と、第一側部保持部53Bの二つの突片531に対応して形成された二つの開口500と、第二側部保持部53Cの二組の突起532に対応して形成された二つの開口500とを備えている。各開口500は、スペーサ5の成型時の成型容易性及び離型時の離型性を考慮して、対応する突片531、突起532を包含する大きさに形成されている。好ましくは、YZ平面に沿った各開口500の断面形状は、対応する突片531のうち、開口500に受け入れられる部分の、YZ平面に沿った断面形状と同じ又は僅かに大きい。なお、「僅かに大きい」とは、絶縁性に影響が出ない程度の大きさをいい、開口500と、突片531のうち、開口500に受け入れられる部分との間に実質的に隙間がないということである。例えば、(突片531のうち、開口500に受け入れられる部分の断面積)/(開口500の断面積)が50%以上である。なお、使用する電池モジュールの電圧によって、必要となる絶縁性が異なる。そのため、隙間の大きさは適宜変更可能である。
Here, in contrast to the
図8は、スペーサ5が電池セル3を保持した状態を示している。電池セル3の(ケース30の)外周端部のうち、四つの角部のそれぞれは、角部保持部52によって保持され、頂部は、頂部保持部53Aによって保持され、左右の側部は、第一側部保持部53B及び第二側部保持部53Cによって保持されている。電池セル3の頂部のうち、頂部保持部53Aが延出する方向における面(電池セル3のケース30のスペーサ本体50との対向面とは反対側の面)には、頂部保持部53Aの突片531が係止されている。電池セル3の一方の側部のうち、第一側部保持部53Bが延出する方向における面には、第一側部保持部53Bの突片531が係止されている。電池セル3の他方の側部には、第二側部保持部53Cの突起532が当接している。これらにより、電池セル3は、スペーサ5に保持され、スペーサ5と一体化されている。
FIG. 8 shows a state in which the
ところで、電池セル3を保持したスペーサ5は、その内側段差部522内に、電池セル3を保持した隣のスペーサ5の外側段差部521が挿入されることで、電池セル3を保持した隣のスペーサ5と一体化される。このとき、スペーサ5は、上述したとおり、隣り合う電池セル3の一方の電池セル3のケース30のX方向における面がスペーサ本体50の一方の面に当接し、且つ、隣り合う電池セル3の他方の電池セル3のケース30のX方向における面がスペーサ本体50の他方の面に当接するようにして、隣り合う電池セル3間に配置される。この場合、頂部保持部53Aの突片531や第一側部保持部53Bの突片531があると、これら突片531が隣のスペーサ5のスペーサ本体50に当たり、電池セル3のケース30のX方向における面をスペーサ本体50の一方の面に当接させることができない。しかしながら、隣のスペーサ5のスペーサ本体50の該当箇所には開口500が形成されている。そのため、頂部保持部53Aの突片531は、図9に示す如く、隣のスペーサ5のスペーサ本体50の頂部に形成された開口500内に入り込み、第一側部保持部53Bの突片531は、図10に示す如く、隣のスペーサ5のスペーサ本体50の側部に形成された開口500内に入り込み、これら突片531が隣のスペーサ5のスペーサ本体50に当たることはない。そのため、複数の電池セル3をその間にスペーサ5を密着させて整列させることができる。
By the way, the
図1〜図5に戻り、フレーム7は、X方向における複数の電池セル3の両側に配置され且つX方向において複数の電池セル3及び複数のスペーサ5を挟み込む一対の終端部材70(いわゆるエンドプレート)と、該一対の終端部材70同士を連結し、複数の電池セル3及び複数のスペーサ5を一体に緊締する連結部材75とを備えている。
1 to 5, the
終端部材70は、例えば鋳造によって形成された、例えばアルミなどの金属製である。終端部材70は、終端部材本体71と、該終端部材本体71の下部からX方向外方に突出する脚部72とを備えている。終端部材本体71は、スペーサ本体50と同様、電池セル3のケース30がX方向から見て矩形状であるのに対応して、矩形状に形成されている。終端部材71は、矩形状の枠部と、該枠部内に形成された格子形状のリブとで構成され、X方向にある程度の厚みを有しながらも、軽量であり、剛性を有している。
The
終端部材本体71の側部には、後述するボルト(締結部材)85のネジ部が螺入される雌ネジ710がY方向に沿って形成されている。雌ネジ710は、終端部材本体71のY方向における一方の側部及び他方の側部(以下、単に「一側部」、「他側部」という)のそれぞれにおいて、Z方向に互いに間隔を有して一対設けられている。
A
一側部における一対の雌ネジ710は、Z方向における終端部材本体71の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一側部において、一方の雌ネジ710は、一側部のZ方向における一端側に形成され、他方の雌ネジ710は、一側部のZ方向における他端からZ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一側部において、一方の雌ネジ710は、一側部のZ方向における一端側に配置され、他方の雌ネジ710は、一方の雌ネジ710との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、一側部のZ方向における他端との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。
The pair of
また、他側部における一対の雌ネジ710は、Z方向における終端部材本体71の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、他側部において、一方の雌ネジ710は、他側部のZ方向における他端側に形成され、他方の雌ネジ710は、他側部のZ方向における一端からZ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、他側部において、一方の雌ネジ710は、他側部のZ方向における他端側に配置され、他方の雌ネジ710は、一方の雌ネジ710との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、他側部のZ方向における一端との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。
The pair of
さらには、一側部における一対の雌ネジ710と、他側部における一対の雌ネジ710とは、Y方向及びZ方向における終端部材本体71の中心点を基準として、点対称位置に形成されている。
Further, the pair of
図11に示す如く、終端部材本体71の頂部711には、凸条712が形成されている。凸条712は、X方向に所定幅を有し、Y方向に沿って且つ終端部材本体71のY方向における一端から他端にかけて形成されている。凸条712は、終端部材本体71のX方向における外面と面一に形成されている。
As shown in FIG. 11, a
終端部材本体71の頂部711には、座713がZ方向に突出して形成されている。座713は、終端部材本体71の頂部711の両端よりも若干内側に形成されている。座713は、セル監視回路モジュール9が載置される着座となる。
A
終端部材本体71の頂部711のうち、座713よりもY方向外方、すなわち、終端部材本体71の頂部711の両端のそれぞれには、Z方向に突出する凸部714が形成されている。凸部714は、平面視にてX方向における角部が丸められることで半円弧の端部を有している。凸部714のY方向における外面714aは、終端部材本体71の側部715と面一乃至略面一となっている。左右一対の凸部714の外面714a同士の間隔及び終端部材本体71の左右の側部715同士の間隔は、電池セル3のケース30のY方向における幅寸法と同じ乃至略同じになっている。また、終端部材本体71の底部から凸部714の頂面714bまでの高さは、電池セル3のケース30のZ方向における高さ寸法と同じ乃至略同じになっている。したがって、図12に示す一方の終端部材70及び図13に示す他方の終端部材70のそれぞれは、頂部711側の両端の二つの角部(頂部711の両端のそれぞれ凸部714)及び底部716側の両端の二つの角部のそれぞれがスペーサ5の角部保持部52によって保持されることで、スペーサ5と一体化される。
図11に戻り、終端部材本体71の頂部711、左右の側部715及び底部716のそれぞれにおいて、スペーサ5側の角部は、角取りされ、逃がし部717が形成されている。頂部711の逃がし部717は、スペーサ本体50の頂部の開口500(貫通部)を含む領域に形成されている。より詳しくは、頂部711の逃がし部717は、頂部711のスペーサ5側の角部のうち、約三分の一の中央領域に形成されている。側部715の逃がし部717は、スペーサ本体50の左右の側部のそれぞれ開口500(貫通部)を含む領域に形成されている。より詳しくは、側部715の逃がし部717は、凸部714及び底部716側の角部を除き、広範囲に形成されている。底部716の逃がし部717は、スペーサ本体50の底部の両端を除く部分が中央側に変位して窪み部501となっていることに伴い(図6及び図7参照)、該窪み部501(貫通部)を含む領域に形成されている。より詳しくは、底部716の逃がし部717は、左右の角部を除き、広範囲に形成されている。
Returning to FIG. 11, in each of the
終端部材本体71の頂部711及び底部716に逃がし部717が形成されることにより、図14(a)に示す如く、スペーサ5の頂部の開口500における一方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離、スペーサ5の底部の窪み部501における一方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離は、それぞれ長くなっている。また、終端部材本体71の側部715に逃がし部717が形成されることにより、同図(b)に示す如く、スペーサ5の側部の開口500における一方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離も長くなっている。
By forming
また、終端部材本体71の頂部711及び底部716に逃がし部717が形成されることにより、図15(a)に示す如く、スペーサ5の頂部の開口500における他方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離、スペーサ5の底部の窪み部501における他方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離は、それぞれ長くなっている。また、終端部材本体71の側部715に逃がし部717が形成されることにより、同図(b)に示す如く、スペーサ5の側部の開口500における他方の終端部材70と電池セル3との絶縁距離も長くなっている。
Further, by forming
図1〜図5に戻り、脚部72は、後述するボルト(締結部材)87によって後述するベースプレートAに取り付けられた状態で、X方向及びY方向への倒れに対し、十分な強度を有するよう、ある程度の厚みを有して終端部材本体71と一体形成されている。脚部72には、ボルト87のネジ部を通すための貫通孔720がZ方向に沿って形成されている。脚部72の先端部は、半円弧状に形成されている。脚部72は、Y方向に互いに間隔を有して一対設けられている。
Returning to FIGS. 1 to 5, the
一対の脚部72は、Y方向における終端部材本体71の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一方の脚部72は、終端部材本体71の下部のY方向における一端側に形成され、他方の脚部72は、終端部材本体71の下部のY方向における他端からY方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一方の脚部72は、終端部材本体71の下部のY方向における一端側に配置され、他方の脚部72は、一方の脚部72との間に、脚部72のY方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、終端部材本体71の下部のY方向における他端との間に、脚部72のY方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。
The pair of
本実施形態では、同じ二つの終端部材70が一対の終端部材70に使用されている。すなわち、本実施形態では、同じ向きに並ぶ同じ二つの終端部材70の一方の終端部材70が180度ひっくり返され(Z軸を中心として回転させられ)、互いに内面が対向した状態で、同じ二つの終端部材70が使用されている。
In the present embodiment, the same two
なお、終端部材70と電池セル3との間に配置されるスペーサ5は、隣り合う電池セル3間に配置されるスペーサ5と同じものが使用される。したがって、終端部材70と電池セル3との間に配置されるスペーサ5は、電池セル3のケース30のX方向における面がスペーサ本体50の一方の面に当接し、且つ、終端部材70のX方向における内面がスペーサ本体50の他方の面に当接するようにして、配置される。
In addition, the
連結部材75は、Y方向における複数の電池セル3の両側に一対設けられている。すなわち、連結部材75は、Y方向の一方側から複数の電池セル3に対向配置される連結部材75と、Y方向の他方側から複数の電池セル3に対向配置される連結部材75とを備えている。
A pair of connecting
連結部材75は、X方向に沿って延びて互いに間隔を有して平行する一対の横梁部76と、該一対の横梁部76のX方向における一端部同士及び他端部同士を連結する一対の縦梁部77とを備え、全体として、矩形の枠形状を呈している。一対の横梁部76の一方の横梁部76は、複数の電池セル3の底部に回り込む折り曲げ部760を備えている。一対の縦梁部77のそれぞれは、一端及び他端にある電池セル3のX方向における面に回り込む折り曲げ部770を備えている。これにより、一対の連結部材75は、折り曲げ部760,770によって剛性が高められるとともに、複数の電池セル3及び複数のスペーサ5の、Z方向を折り曲げ部760によって拘束し、X方向を一対の折り曲げ部770によって拘束し、Y方向を一対の横梁部76及び一対の縦梁部77によって拘束する。また、連結部材75は、一対の横梁部76及び一対の縦梁部77によって枠形状に形成されることで、特にX方向の断面モーメントを向上させているため、複数の電池セル3の積層方向における剛性が非常に強くなっている。
The connecting
連結部材75の一対の縦梁部77には、ボルト85のネジ部を通すための貫通孔771がY方向に沿って形成されている。貫通孔771は、連結部材75のX方向における一端部及び他端部(以下、単に「一端部」、「他端部」という)のそれぞれにおいて、Z方向に互いに間隔を有して一対設けられている。
A pair of
一端部における一対の貫通孔771は、Z方向における連結部材75の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一端部において、一方の貫通孔771は、一端部のZ方向における一端側に形成され、他方の貫通孔771は、一端部のZ方向における他端からZ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一端部において、一方の貫通孔771は、一端部のZ方向における一端側に配置され、他方の貫通孔771は、一方の貫通孔771との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、一端部のZ方向における他端との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。
The pair of through
また、他端部における一対の貫通孔771は、Z方向における連結部材75の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、他端部において、一方の貫通孔771は、他端部のZ方向における他端側に形成され、他方の貫通孔771は、他端部のZ方向における一端からZ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、他端部において、一方の貫通孔771は、他端部のZ方向における他端側に配置され、他方の貫通孔771は、一方の貫通孔771との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、他端部のZ方向における一端との間に、ボルト85の頭部のZ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。
The pair of through
さらには、一端部における一対の貫通孔771と、他端部における一対の貫通孔771とは、Y方向及びZ方向における連結部材75の中心点を基準として、点対称位置に形成されている。
Furthermore, the pair of through-
本実施形態では、同じ二つの連結部材75が一対の連結部材75に使用されている。すなわち、本実施形態では、同じ向きに並ぶ同じ二つの連結部材75の一方の連結部材75が180度ひっくり返され(Z軸を中心として回転させられ)、互いに内面が対向した状態で、同じ二つの連結部材75が使用されている。
In the present embodiment, the same two connecting
セル監視回路モジュール9は、セル監視回路(図示しない)を回路ケース90に収容したものである。回路ケース90は、開口部を有するケース本体91と、該ケース本体91の開口部を塞いで密閉する蓋体92とを備えている。
The cell
以上の構成からなる電池モジュール1は、間にスペーサ5が配置されつつ複数の電池セル3が積層され、一端及び他端にある電池セル3の外側にもスペーサ5が配置され、さらにその両側に一対の終端部材70が配置され、一対の終端部材70間にX方向の圧縮力が掛けられた状態で、一対の連結部材75が複数の電池セル3にY方向から配置されるとともに、連結部材75の各貫通孔771に挿通されたボルト85のネジ部が終端部材70の各雌ネジ710に螺入され、複数の電池セル3及び複数のスペーサ5がフレーム7とともに一体化された後、セル監視回路モジュール9が複数の電池セル3にZ方向から配置されて取り付けられることによって、完成する。
In the
そして、複数の電池モジュール1が、ベースプレート(図示しない)、例えば、内部に(パイプを介して)水などの冷却媒体が流通する冷却プレート(ヒートシンク)上に、底部を対面させて、X方向及びY方向、又はX方向のみ、又はY方向のみに並んで載置され、固定されることで、電池モジュールユニットが作製される。
A plurality of
そして、以上の構成からなる電池モジュール1では、スペーサ5のスペーサ本体50は、隣のスペーサ5の頂部保持部53Aの突片531と、隣のスペーサ5の第一側部保持部53Bの突片531(いずれも、電池セル3の外周端部の反対面側を係止する係止部として機能している)がそれぞれ入り込む複数の開口500を備えている。各開口500は、係止部を受け入れる受け部として機能している。したがって、突片531がスペーサ本体50に当たってしまうことにより、スペーサ本体50の厚みに突片531の厚みを加えて電池セル3間に離隔を設けなければならない、といったことがない。複数の電池セル3をその間にスペーサ5を密着させて整列させることができる。また、かかる構造は、隣り合う終端部材70及び電池セル3間にも適用されている。これにより、蓄電容量を維持しつつ、電池モジュール1の全長を短くすることができ、これにより、単位体積あたりの蓄電容量を増やすことができる。
In the
また、以上の構成からなる電池モジュール1では、部品の共通化の観点で、隣り合う電池セル3間に用いられるスペーサ5が隣り合う終端部材70及び電池セル3間にも用いられている。スペーサ5には、開口500が形成されているため、そのままでは、スペーサ5によって絶縁された隣り合う終端部材70及び電池セル3間に非絶縁部が形成されてしまう。しかしながら、以上の構成からなる電池モジュール1では、終端部材70の開口500に対応した箇所には、逃がし部717が形成されている。そのため、開口500における終端部材70と電池セル3との絶縁距離を長くすることができる。しかも、終端部材70に逃がし部717が形成されることにより、終端部材70の一部が肉抜きされる。これにより、終端部材70を軽量化することができる。
Further, in the
さらに、逃がし部717は、開口500に対応した箇所を含んで開口500よりも広い領域に形成されている。具体的には、逃がし部717は、開口500に対応した箇所を含んで終端部材70の端部の端辺に沿って長尺に形成されている。そのため、終端部材70と電池セル3との絶縁距離を確実に確保することができる。また、逃がし部717が開口500よりも広めに形成されているため、電池セル3からの放熱が開口500を通って抜ける際、逃がし部717が放熱の妨げとなることがない。さらに、逃がし部717が形成されることにより、終端部材70の表面積が大きくなる。そのため、終端部材の放熱性も高めることができる。
Further, the
また、以上の構成からなる電池モジュール1では、終端部材本体71の頂部711に形成された左右一対の凸部714の二点と、底部716の左右の角部の二点の合計四点の位置が電池セル3のケース30の四つの角部と一致している。そのため、頂部711の左右一対の凸部714と底部の左右の角部のそれぞれは、スペーサ5の角部保持部52によって保持される。これにより、終端部材70及びスペーサ5を、YZ平面上でのガタつきを生じることなく、一体化することができる。しかも、終端部材本体71の頂部711は、凸部714の頂面714bよりも底部716側にオフセットされた位置にあり、左右の凸部714間は、終端部材本体71の身が削られた形態となっている。これにより、終端部材70を軽量化することができる。なお、凸部714は、角部保持部52に保持されるものであるため、被保持部として機能している。
Further, in the
尚、本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, the electrical storage apparatus which concerns on this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上記実施形態においては、水冷式であるため、上述したとおり、終端部材70に逃がし部717が形成される意義は非常に大きい。すなわち、水冷式では、空冷式と異なり、隣り合う電池セル間や隣り合う終端部材及び電池セル間に空気を流す必要がない。そのため、スペーサ本体が平坦な板状となっているスペーサを採用することで、複数の電池セル及び終端部材をできるだけ密に配置して電池モジュールの全長を短くすることができる。それにも関わらず、終端部材に逃がし部が形成されていなければ、スペーサの貫通部における終端部材と蓄電素子との絶縁距離が短くなり、両者間の絶縁性を確保できなくなる。この問題を解決できる点で、水冷式において、終端部材70に逃がし部717が形成される意義は非常に大きい。しかしながら、空冷式であっても、すなわち、スペーサ本体50として、例えば矩形波形状の断面形状を有する構造が採用される場合であっても、スペーサ本体50のX方向における厚み寸法によっては、貫通部における終端部材70と電池セル3との絶縁距離が問題となってくる場合がある。したがって、本発明は、空冷式を除外するものではない。また、電池セルを冷却する必要がない電池モジュールも同様であり、本発明は、これも除外するものではない。
For example, in the above embodiment, since it is water-cooled, as described above, it is very significant that the
また、上記実施形態においては、係止部を有する保持部として、頂部保持部53A及び第一側部保持部53Bが設けられ、スペーサ本体50のこれらの突片531に対応した箇所に開口500が形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。突片531は、第二側部保持部53Cに設けられ(この場合、突起532は無くしてもよいし、残していてもよい。)、スペーサ本体50のこの突片531に対応した箇所に開口500が形成されてもよい。また、角部間保持部53ではなく、角部保持部52に係止部が設けられ、スペーサ本体50のこの係止部に対応した箇所に開口500が形成されてもよい。要は、電池セル3を確実に保持するために好ましい箇所に係止部を有する保持部が設けられ、これに対応してスペーサ本体50に受け部が形成されていればよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、係止部を有する保持部は、スペーサ本体50の一方側に突出するものであった。しかしながら、これに限定されるものではない。係止部を有する保持部は、スペーサ本体50の同じ箇所又は異なる箇所から、一方側に突出するものと他方側に突出するものとの混在していてもよい。
In the above embodiment, the holding portion having the locking portion protrudes to one side of the
また、上記実施形態においては、開口500における電池セル3と終端部材70との絶縁距離が短くならないよう、終端部材70がスペーサ本体50と対向する領域のうち、少なくとも開口500がある箇所を含むように、逃がし部717が形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。係止部を受け入れた受け部にできるだけ隙間が生じないように、極端に言えば、係止部の受け部に受け入れられる部分及び受け部のそれぞれ断面形状を同じにし、係止部が受け部に嵌合して隙間が全く形成されないようにすれば、逃がし部717は必ずしも必要ではない。
Further, in the above-described embodiment, in order to prevent the insulation distance between the
また、上記実施形態においては、逃がし部717は、終端部材本体71のスペーサ5側の角部が角取りされることで、斜めに形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。逃がし部は、例えば、X方向に凹む段差状であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態においては、終端部材本体71の頂部711の逃がし部717及び左右の側部715の逃がし部717は、スペーサ本体50の頂部の開口500及び左右の側部の開口500のそれぞれの大きさよりも遙かに広い領域に亘って形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。逃がし部717は、少なくとも開口500の大きさに応じて形成されていればよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、終端部材本体71の頂部711が底部716側にオフセットされて軽量化が図られている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、底部716の両端に被保持部が形成され、且つ、底部716側が頂部711側にオフセットされるようにしてもよい。また、これとは別にあるいはこれに加えて、一方の側部715が他方の側部715側にオフセットされて軽量化されるようにしてもよい。この場合、被保持部は、側部715のZ方向両端に設けられることになる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、電池モジュール1は、X方向に整列される複数の電池セル3と、隣り合う電池セル3間及びX方向における複数の電池セル3の両側にそれぞれ配置される複数のスペーサ5と、X方向において複数の電池セル3を挟み込む一対の終端部材70とを備え、複数のスペーサ5のうち、複数の電池セル3の両側に配置される二つのスペーサ5の少なくとも一方のスペーサ5は、貫通部としての開口500を有し、該スペーサ5に対応する終端部材70は、開口500に対応した箇所に逃がし部717を有している。しかしながら、これに限定されるものではない。電池セルが一つだけの電池モジュールであってもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ(容量)は任意である。 Moreover, in the said embodiment, the lithium ion secondary battery was demonstrated. However, the type and size (capacity) of the battery are arbitrary.
また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery. The present invention is also applicable to various secondary batteries, other primary batteries, and capacitors such as electric double layer capacitors.
1…電池モジュール、3…電池セル、30…ケース、31…ケース本体、32…蓋体、33…電極端子、34…バスバー、35…外部端子、5…スペーサ、50…スペーサ本体、500…開口(貫通部)、501…窪み部(貫通部)、51…保持部、52…角部保持部、520…延出片、521…外側段差部、522…内側段差部、53…角部間保持部、53A…頂部保持部、53B…第一側部保持部、53C…第二側部保持部、530…延出片、531…突片、532…突起、7…フレーム、70…終端部材、71…終端部材本体、710…雌ネジ、711…頂部、712…凸条、713…座、714…凸部、714a…外面、714b…頂面、715…側部、716…底部、717…逃がし部、72…脚部、720…貫通孔、75…連結部材、76…横梁部、760…折り曲げ部、77…縦梁部、770…折り曲げ部、771…貫通孔、85…ボルト、9…セル監視回路(CMU)モジュール、90…回路ケース、91…ケース本体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該蓄電素子に取り付けられるスペーサと、
前記蓄電素子を加圧する終端部材とを備え、
前記スペーサは、貫通部を有し、
前記終端部材は、前記貫通部に対応した箇所に逃がし部を有する
蓄電装置。 A storage element;
A spacer attached to the electricity storage element;
A termination member that pressurizes the electricity storage element,
The spacer has a through portion;
The power storage device, wherein the termination member has a relief portion at a location corresponding to the penetrating portion.
請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the spacer includes a spacer body in which at least one of both surfaces contacting the power storage element and the termination member is a flat surface.
スペーサ本体と、
該スペーサ本体の外周部から延出する延出片とを備え、
前記スペーサ本体と前記延出片とは、一体的に樹脂成型され、
前記貫通部は、前記スペーサ本体と前記延出片との接続部に形成されている
請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。 The spacer is
A spacer body;
An extended piece extending from the outer periphery of the spacer body,
The spacer body and the extending piece are integrally molded with resin,
The power storage device according to claim 1, wherein the penetrating portion is formed at a connection portion between the spacer body and the extension piece.
隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備え、
該複数のスペーサのそれぞれは、
スペーサ本体と、
該スペーサ本体から延出し、延出方向において該スペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部とを備え、
該保持部は、該蓄電素子の該端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備え、
前記貫通部は、前記スペーサ本体のうち、前記第一方向において前記係止部に対応した箇所に形成される受け部である
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 A plurality of power storage elements aligned in a first direction;
A plurality of spacers disposed between adjacent power storage elements,
Each of the plurality of spacers is
A spacer body;
A holding portion that extends from the spacer body and holds an end of the electricity storage element facing the spacer body in the extending direction;
The holding portion includes a locking portion that locks the opposite surface in the extending direction of the end portion of the power storage element,
4. The power storage device according to claim 1, wherein the penetrating portion is a receiving portion formed at a location corresponding to the locking portion in the first direction in the spacer body. 5.
前記逃がし部は、前記終端部材の端部に形成されている
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The penetrating portion is formed on the outer peripheral portion of the spacer,
The power storage device according to claim 1, wherein the escape portion is formed at an end portion of the termination member.
請求項5に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 5, wherein the escape portion is formed in a region wider than the through portion including a portion corresponding to the through portion.
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