JP2014203745A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の蓄電素子を電気的に接続してモジュール化した蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device in which a plurality of power storage elements are electrically connected to form a module.
リチウムイオン電池等の二次電池に関して、例えば角形の複数の蓄電素子(電池セル)を積層して、これらの蓄電素子を積層方向両側からエンドプレートで挟み込むことで積層体を形成し、該積層体をエンドプレートの外側から拘束バンド等によって挟み込んで固定することによって、電池モジュールを形成することがある。この場合、一般的には、積層体の同一面上、具体的には、積層方向に平行な面上に全ての蓄電素子の端子が配置され、これらの端子がバスバー等を介して電気的に接続されることで電気回路が形成される。 Regarding a secondary battery such as a lithium ion battery, for example, a plurality of rectangular storage elements (battery cells) are stacked, and these storage elements are sandwiched between end plates from both sides in the stacking direction to form a stack, and the stack The battery module may be formed by sandwiching and fixing the battery from the outside of the end plate with a restraining band or the like. In this case, generally, the terminals of all the power storage elements are arranged on the same surface of the laminated body, specifically, on a surface parallel to the lamination direction, and these terminals are electrically connected via a bus bar or the like. By being connected, an electric circuit is formed.
ところで、特許文献1に開示された蓄電装置のように、積層体において蓄電素子の端子が配置される面とは異なる面に、回路基板、ヒューズ等の回路要素が配置されることがある。 By the way, like a power storage device disclosed in Patent Document 1, circuit elements such as a circuit board and a fuse may be disposed on a surface different from a surface where a terminal of a power storage element is disposed in a stacked body.
具体的に、特許文献1の図7〜図9等を参照すると、蓄電装置の積層体は、樹脂製のスペーサを介して積層された複数の蓄電素子と、積層方向両側において最も外側の蓄電素子の更に外側にスペーサを介して重ねられた金属製のエンドプレートとを備える。この積層体は、両側のエンドプレートの外側からバインドバーによって挟み込まれて固定されている。また、同文献の図9及び図10等を参照すると、積層方向の一端側には、エンドプレートの更に外側に基板ホルダが重ねられ、該基板ホルダの外側に回路基板及びバスバーが固定されている。一方、同文献の図8、図11及び図12等を参照すると、積層方向の他端側には、エンドプレートの更に外側に電装ホルダが重ねられ、該電装ホルダの外側にヒューズ、シャント抵抗器及びリード板が固定されている。 Specifically, referring to FIG. 7 to FIG. 9 of Patent Document 1, the stacked body of the power storage device includes a plurality of power storage elements stacked via resin spacers, and the outermost power storage elements on both sides in the stacking direction. And a metal end plate stacked on the outer side with a spacer interposed therebetween. The laminate is fixed by being sandwiched by bind bars from outside the end plates on both sides. Further, referring to FIGS. 9 and 10 of the same document, a substrate holder is stacked on the outer side of the end plate on one end side in the stacking direction, and a circuit board and a bus bar are fixed on the outer side of the substrate holder. . On the other hand, referring to FIGS. 8, 11, 12, etc. of the same document, on the other end side in the stacking direction, an electrical component holder is stacked on the outer side of the end plate, and a fuse and a shunt resistor are disposed on the outer side of the electrical component holder. The lead plate is fixed.
特許文献1の構造によれば、金属製のエンドプレートと回路要素(回路基板、バスバー、ヒューズ、シャント抵抗器及びリード板)との間に基板ホルダ又は電装ホルダが介装されていることで、金属製のエンドプレートに対して回路要素を電気的に絶縁することができる。 According to the structure of Patent Document 1, a substrate holder or an electrical component holder is interposed between a metal end plate and a circuit element (circuit board, bus bar, fuse, shunt resistor and lead plate). The circuit elements can be electrically isolated from the metal end plate.
しかしながら、特許文献1の技術では、積層体の外側(金属製エンドプレートの外側)に基板ホルダ又は電装ホルダを重ね、該ホルダの更に外側に回路要素を重ねているため、積層方向の寸法に関して、積層体の厚みにホルダの厚みと回路要素の厚みが加わる分だけ寸法が増大し、蓄電装置の大型化を招く欠点がある。 However, in the technique of Patent Document 1, since the substrate holder or the electrical component holder is overlaid on the outside of the laminated body (outside of the metal end plate), and the circuit elements are overlaid on the outside of the holder, There is a disadvantage that the size increases by the addition of the thickness of the holder and the thickness of the circuit element to the thickness of the laminate, leading to an increase in the size of the power storage device.
そこで、本発明は、積層された複数の蓄電素子が積層方向の両側からエンドプレートで挟み込まれ、積層方向においてエンドプレートの外側に回路要素が配置される蓄電装置において、蓄電装置の小型化を図ることを課題とする。 Accordingly, the present invention aims to reduce the size of a power storage device in a power storage device in which a plurality of stacked power storage elements are sandwiched between end plates from both sides in the stacking direction and circuit elements are arranged outside the end plate in the stacking direction. This is the issue.
本発明に係る蓄電装置は、
積層された複数の蓄電素子と、
該複数の蓄電素子のうち最も外側に積層された蓄電素子の外側に重ねられた絶縁性のエンドプレートと、
該エンドプレートの外側の面に形成された凹部に埋め込まれた回路要素と、を備えたことを特徴とする。
The power storage device according to the present invention includes:
A plurality of stacked power storage elements;
An insulating end plate stacked on the outside of the power storage element stacked on the outermost side among the plurality of power storage elements;
And a circuit element embedded in a recess formed on the outer surface of the end plate.
この発明によれば、積層方向においてエンドプレートの外側に配置される回路要素が、エンドプレートの外側の面に形成された凹部に埋め込まれるため、エンドプレートよりも外側への回路要素の突出を抑制することができる。そのため、積層方向においてエンドプレートの外側に回路要素を配置する構成を採用しつつ、積層方向の寸法に関して、蓄電装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, since the circuit element arranged outside the end plate in the stacking direction is embedded in the recess formed on the outer surface of the end plate, the protrusion of the circuit element outside the end plate is suppressed. can do. Therefore, it is possible to reduce the size of the power storage device with respect to the dimensions in the stacking direction while adopting a configuration in which circuit elements are arranged outside the end plate in the stacking direction.
また、この発明によれば、製造工程において、エンドプレートの凹部に嵌まり込むことで位置決めされた回路要素は、エンドプレートに対して容易に固定できるため、生産性を高めることができる。さらに、回路要素は凹部の周壁によって取り囲まれるため、製造工程および組み立て後において、振動等が生じてもエンドプレートに対して回路要素が位置ずれしにくい。 In addition, according to the present invention, in the manufacturing process, the circuit element positioned by being fitted in the recess of the end plate can be easily fixed to the end plate, so that productivity can be improved. Furthermore, since the circuit element is surrounded by the peripheral wall of the recess, the circuit element is unlikely to be displaced with respect to the end plate even if vibration or the like occurs after the manufacturing process and assembly.
本発明に係る蓄電装置は、前記回路要素に干渉しない部分において前記エンドプレートの外側の面に重ねられた金属板を更に備えてもよい。この場合、エンドプレートの外側の面に金属板が重ねられることにより、蓄電装置の剛性を高めることができる。また、この場合、金属板は、最も外側に積層された蓄電素子のケーシングとの間に絶縁性のエンドプレートが介装されることにより、該蓄電素子のケーシングに対して電気的に絶縁されるとともに、前記回路要素に干渉しない部分においてエンドプレートの外側に重ねられることにより、該回路要素に対しても電気的に絶縁される。このように、蓄電素子のケーシング、回路要素および金属板の間での電気的な絶縁はエンドプレートのみによって果たされるため、エンドプレートの外側に別の絶縁体を更に積層する必要がない。さらに、上記のように金属板によって剛性が確保されるため、エンドプレート自体の厚みを低減することもできる。そのため、剛性および電気的な絶縁の確保を果たしつつ、積層方向の寸法に関して、蓄電装置の小型化を図ることができる。 The power storage device according to the present invention may further include a metal plate overlaid on the outer surface of the end plate in a portion that does not interfere with the circuit element. In this case, the rigidity of the power storage device can be increased by overlapping the metal plate on the outer surface of the end plate. In this case, the metal plate is electrically insulated from the casing of the power storage element by interposing an insulating end plate between the casing of the power storage element stacked on the outermost side. At the same time, by overlapping the outside of the end plate in a portion that does not interfere with the circuit element, the circuit element is also electrically insulated. In this way, since electrical insulation between the casing, the circuit element, and the metal plate of the electricity storage element is performed only by the end plate, it is not necessary to further stack another insulator on the outside of the end plate. Furthermore, since the rigidity is ensured by the metal plate as described above, the thickness of the end plate itself can be reduced. Therefore, the power storage device can be reduced in size with respect to the dimension in the stacking direction while ensuring rigidity and electrical insulation.
好ましくは、前記金属板は、前記凹部とは別に前記エンドプレートの外側の面に形成された金属板用凹部に埋め込まれる。この場合、製造工程において、エンドプレートの金属板用凹部に嵌まり込むことで位置決めされた金属板は、エンドプレートに対して容易に固定できるため、生産性を高めることができる。また、金属板は金属板用凹部の周壁によって取り囲まれるため、製造工程および組み立て後において、振動等が生じてもエンドプレートに対して金属板が位置ずれしにくい。さらに、エンドプレートに対して回路要素および金属板がいずれも確実に位置決めされることにより、回路要素と金属板との接触を確実に回避して、両者をより確実に電気的に絶縁することができる。 Preferably, the metal plate is embedded in a recess for a metal plate formed on an outer surface of the end plate separately from the recess. In this case, in the manufacturing process, since the metal plate positioned by being fitted into the recess for the metal plate of the end plate can be easily fixed to the end plate, productivity can be improved. Further, since the metal plate is surrounded by the peripheral wall of the recess for the metal plate, the metal plate is not easily displaced with respect to the end plate even if vibration or the like occurs after the manufacturing process and assembly. Furthermore, since the circuit element and the metal plate are reliably positioned with respect to the end plate, it is possible to reliably avoid contact between the circuit element and the metal plate, thereby more reliably electrically insulating the two. it can.
本発明において、前記回路要素はバスバー又はシャント抵抗器であってもよい。蓄電装置の回路要素には高電圧がかかり、回路要素として用いられるバスバー又はシャント抵抗器には大電流が流れることがあるため、短絡防止のために確実な電気的絶縁を果たすことは重要である。本発明によれば、エンドプレートの凹部に埋め込んだバスバー又はシャント抵抗器を金属板および蓄電素子のケーシングに対して上記のように確実に電気的絶縁を達成することができる。また、エンドプレートの凹部が比較的浅くても、該凹部に板状のバスバー及びシャント抵抗器を容易にはめ込むことができる。 In the present invention, the circuit element may be a bus bar or a shunt resistor. Since a high voltage is applied to the circuit element of the power storage device and a large current may flow through the bus bar or shunt resistor used as the circuit element, it is important to achieve reliable electrical insulation to prevent a short circuit. . According to the present invention, it is possible to reliably achieve electrical insulation of the bus bar or shunt resistor embedded in the recess of the end plate with respect to the metal plate and the casing of the power storage element as described above. Even if the recess of the end plate is relatively shallow, the plate-like bus bar and the shunt resistor can be easily fitted into the recess.
また、本発明において、前記回路要素はヒューズであってもよい。この場合も、ヒューズを金属板および蓄電素子のケーシングに対して良好な電気的絶縁を果たすことができる。さらに、ヒューズによって過電流を遮断できるため、該ヒューズ以外の遮断器(例えばリレーユニット)を小型化または省略することができる。 In the present invention, the circuit element may be a fuse. Also in this case, the fuse can achieve good electrical insulation with respect to the metal plate and the casing of the power storage element. Furthermore, since an overcurrent can be interrupted by a fuse, a circuit breaker (for example, a relay unit) other than the fuse can be downsized or omitted.
さらに、本発明において、前記エンドプレートの外側に、前記回路要素の少なくとも一部を外側から覆う絶縁性のカバープレートが固定されてもよい。これにより、エンドプレートの凹部に配置された回路要素が絶縁性のカバープレートによって外側から覆われるため、回路要素と異物との接触を効果的に防止することができる。 Furthermore, in the present invention, an insulating cover plate that covers at least a part of the circuit element from the outside may be fixed to the outside of the end plate. Thereby, since the circuit element arrange | positioned at the recessed part of an end plate is covered from an outer side with an insulating cover plate, a contact with a circuit element and a foreign material can be prevented effectively.
また、この場合、前記回路要素の一部のみが前記カバープレートによって外側から覆われてもよい。これにより、回路要素におけるカバープレートで覆われた部分を保護しつつ、必要に応じて、回路要素の露出部分を利用して回路要素のメンテナンス、電圧若しくは電流の計測(テスト)、又は、別の回路要素への接続作業を行うことができる。 In this case, only a part of the circuit element may be covered from the outside by the cover plate. Thereby, while protecting the part covered with the cover plate in the circuit element, if necessary, using the exposed part of the circuit element, maintenance of the circuit element, measurement of voltage or current (test), or another Connection work to circuit elements can be performed.
好ましくは、前記複数の蓄電素子と前記エンドプレートとを有する積層体は、開口面を有するケースに、前記積層体における積層方向の前記エンドプレート側の端面が前記開口面側に配置されるように収容される。これにより、前記積層体がケースに収容された状態において、エンドプレートがケースの開口面側に位置することになるため、該エンドプレートの外側に位置する回路要素のメンテナンス等を容易に行うことができる。 Preferably, in the stacked body including the plurality of power storage elements and the end plate, an end surface on the end plate side in the stacking direction of the stacked body is arranged on the opening surface side in a case having an opening surface. Be contained. Thereby, since the end plate is positioned on the opening surface side of the case in a state where the laminated body is accommodated in the case, it is possible to easily perform maintenance or the like of the circuit elements positioned outside the end plate. it can.
また、好ましくは、前記回路要素は、前記エンドプレートの周縁部に沿って設けられる。これにより、エンドプレートの外側の面の大部分に金属板を重ねることができ、高い剛性を確保することができる。 Preferably, the circuit element is provided along a peripheral edge portion of the end plate. Thereby, a metal plate can be piled up on most of the outer surface of the end plate, and high rigidity can be ensured.
本発明によれば、エンドプレートの外側の面に形成された凹部に回路要素が埋め込まれるため、エンドプレートよりも外側への回路要素の突出を抑制することができる。そのため、積層方向においてエンドプレートの外側に回路要素を配置する構成を採用しつつ、積層方向の寸法に関して、蓄電装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, since the circuit element is embedded in the recess formed on the outer surface of the end plate, the protrusion of the circuit element to the outside of the end plate can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the size of the power storage device with respect to the dimensions in the stacking direction while adopting a configuration in which circuit elements are arranged outside the end plate in the stacking direction.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、発明の理解を容易にするために、添付図面において、本発明に関係ない一部の部材については図示を省略している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the invention, in the accompanying drawings, some members not related to the present invention are not shown.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る蓄電装置1は、装置本体としての電池モジュール10と、該電池モジュール10を収容する外装ケース2とを備えている。この蓄電装置1は、例えば、ガソリン自動車又はディーゼル自動車等に搭載される比較的低電圧(例えば12V)の補機バッテリとして使用されるが、蓄電装置1の用途は限定されるものでない。
As shown in FIG. 1, a power storage device 1 according to an embodiment of the present invention includes a
外装ケース2は、図1に示す姿勢で設置される。外装ケース2は、1つの開口面を有する箱形のケース本体2Aと、該ケース本体2Aの開口面を塞ぐ蓋体2Bとを備えている。図1に示す使用状態において、ケース本体2Aの開口面は上面に配置される。蓋体2Bは、ケース本体2Aの開口面を塞いだ状態で例えばねじを用いてケース本体2Aに固定される。蓋体2Bの上面には、正極外部端子99aと負極外部端子99bが突出して設けられている。
The outer case 2 is installed in the posture shown in FIG. The exterior case 2 includes a box-shaped case body 2A having one opening surface, and a
以下、図2〜図4を参照しながら、電池モジュール10の構成について説明する。なお、図2〜図4では、図1とは異なる向きで電池モジュール10を示している。そのため、図2〜図4を参照する以下の説明において、「上」、「下」及び「横」を含む用語、並びに「側面」という用語は、図2〜図4に示す電池モジュール10の姿勢における方向を示すものであり、図1に示す姿勢での方向を示すものではない。
Hereinafter, the configuration of the
図2に示すように、電池モジュール10は、複数(例えば8個)の蓄電素子としての電池セル14(14a,14b,14c,14d,14e,14f,14g,14h)をモジュール化して形成されている。電池セル14は、扁平な角形のケーシングに電極体と電解液が収容された二次電池である。具体的に、電池セル14は、例えばリチウムイオン電池であるが、リチウムイオン電池以外の二次電池であってもよい。電池セル14の上面には、長手方向両端部に正極端子22aと負極端子22bが設けられ、長手方向中央部に安全弁24が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
複数の電池セル14は、樹脂製のスペーサ16を介して電池セル14の厚さ方向(図中D方向)に積層されている。隣接する電池セル14間にスペーサ16が介装されることによって電池セル14のケーシング間が電気的に絶縁されている。このように積層された状態において、電池セル14の端子22(22a,22b)は、2列に分かれて積層方向(図中D方向)に並べて配置される。端子22の各列では、2つの正極端子22aと2つの負極端子22bが交互に並べられている。
The plurality of battery cells 14 are stacked in the thickness direction (D direction in the figure) of the battery cells 14 via
端子22の一方の列では、積層方向(図中D方向)の一端側の2個の負極端子22bがバスバー28aを介して互いに電気的に接続され、他端側の2個の正極端子22aがバスバー28eを介して互いに電気的に接続されている。また、この列において、積層方向(図中D方向)の中間部の4個の端子22a,22bはバスバー28cを介して互いに電気的に接続されている。端子22の他方の列では、積層方向(図中D方向)の一端側の4個の端子22a,22bがバスバー28bを介して互いに電気的に接続され、他端側の4個の端子22a,22bがバスバー28dを介して互いに電気的に接続されている。このような接続構造によって、隣接する一対の電池セル14からなる並列回路が4組形成されるようになっており、これらの並列回路同士は直列に接続されている。
In one row of terminals 22, two
なお、電池セル14の端子22間を接続する複数のバスバー28(28a,28b,28c,28d,28e)は、バスバーフレーム(図示せず)を介してユニット化された状態で、複数の電池セル14に取り付けられる。 The plurality of bus bars 28 (28a, 28b, 28c, 28d, 28e) connecting the terminals 22 of the battery cells 14 are unitized via a bus bar frame (not shown), and the plurality of battery cells 14 is attached.
積層方向(図中D方向)の両側において、最も外側に積層された電池セル14a,14hの更に外側には、それぞれエンドプレート18a,18bが重ねて設けられている。これにより、一対のエンドプレート18a,18bと、これらのエンドプレート18a,18bにより挟み込まれた複数の電池セル14及び複数のスペーサ16によって、積層体12が形成されている。該積層体12は、複数(例えば4本)の金属製の拘束バンド50(50a,50b,50c,50d)によって積層方向の両側から挟持されるようにして固定される(図3及び図4参照)。
On both sides in the stacking direction (D direction in the figure),
図1に示す使用状態において、積層体12は、積層方向(図中D方向)が上下方向に一致する向きで外装ケース2に収容される。この収容状態において、積層体12の上面部と下面部がエンドプレート18a,18bで構成されることになるため、複数の電池セル14は、一対のエンドプレート18a,18bによって上下方向両側から挟み込まれることにより、互いに強固に固定される。また、この収容状態において、積層体12の上面(積層方向(図中D方向)の一方のエンドプレート18a側の端面)は、ケース本体2Aの開口面側に配置される。さらに、図1に示す向きで蓄電装置1が自動車等に搭載される場合、複数の電池セル14は下側のエンドプレート18bによって安定的に支持される。
In the use state shown in FIG. 1, the
図2に示すように、積層方向(図中D方向)に平行な積層体12の一側面には、蓄電装置1を監視するバッテリ監視要素40が設けられている。バッテリ監視要素40は、過電流を遮断するリレーユニット42と、回路基板44とを備える。リレーユニット42と回路基板44は、ベースプレート41を介して積層体12の側面に固定されている。リレーユニット42は、最も外側に積層された電池セル14hの正極端子22aに対して、上記バスバー28e及び別のバスバー30を介して電気的に接続されている。回路基板44には一対のバスバー35,36の一端部が接続されており、一方のバスバー35の他端部はリレーユニット42に接続され、他方のバスバー36の他端部は、一方のエンドプレート18aの近傍に配置され、正極外部端子99a(図1参照)に接続される。
As shown in FIG. 2, a
図3に示すように、一方のエンドプレート18aの外側には、最も外側に積層された電池セル14aの負極端子22bを負極外部端子99b(図1参照)に接続するためのバスバー32が設けられている。バスバー32は、直線状に延びる帯状の金属板であり、エンドプレート18aの上縁部に沿って配置される。バスバー32の両端部にはボルト挿通穴33a,33bが設けられており、該ボルト挿通穴33a,33bに、バスバー32をエンドプレート18aに固定するためのボルトが挿通される。
As shown in FIG. 3, a
このバスバー32の一端部は、電池セル14aの負極端子22bに対して、積層体12の上面と積層体12のエンドプレート18a側の側面とに跨がるようにL字状に屈曲したバスバー34(図2参照)を介して、電気的に接続される。また、バスバー32の他端部は、別のバスバー(図示せず)を介して負極外部端子99b(図1参照)に接続される。このバスバー32が固定されるエンドプレート18aはケース本体2Aの開口面側に位置するため、バスバー32を別のバスバーに接続する作業、バスバー32の交換作業、及び、バスバー32を利用した電圧又は電流の計測等は、積層体12がケース本体2Aに収容された状態においてもケース本体2Aの開口面を通して容易に行うことができる。
One end of the
また、一方のエンドプレート18aの外側には、バスバー32に干渉しない部分において金属板70が重ねられて固定される。
Further, a
金属板70の材料としては、バスバー32よりも高強度の金属材料を用いることが好ましい。金属板70は略矩形であるが、金属板70の上縁部には、バスバー32との干渉を避けるための切欠部74が設けられている。これにより、金属板70の上縁部は、切欠部74を挟んだ両側部分が上方に突出した形状となっている。金属板70には、横方向に延びる例えば一対の膨出部72a,72bがエンドプレート18a側に膨出するように形成されており、これにより、金属板70の剛性が高められている。また、金属板70には一対のボルト挿通穴76が設けられている。各ボルト挿通穴76には内側からウェルドボルト15が挿通され、該ウェルドボルト15は、金属板70の内側の面に溶接される。
As a material of the
なお、他方のエンドプレート18bの外側にも、同じ金属板70が同様に重ねられて固定される。
In addition, the
両側のエンドプレート18a,18bは互いに同様の構成を有する。そのため、ここでは、一方のエンドプレート18aの構成についてのみ説明する。
The
エンドプレート18aは、電池セル14の形状に対応した略矩形とされている。また、エンドプレート18aは電気絶縁材料からなる。具体的に、エンドプレート18aの材料は例えば樹脂であり、金属製とした場合に比べて容易に成形可能となっている。エンドプレート18aの周縁部には、最も外側に積層されたスペーサ16の係合凹部19aに係合可能な係合凸部69aと、スペーサ16の係合凸部19bに係合可能な係合凹部69bとが設けられている。
The
エンドプレート18aの外側の面には、バスバー32を保持するバスバー用の保持部としてのバスバー用凹部60と、金属板70を保持する金属板用の保持部としての金属板用凹部64とが形成されている。
On the outer surface of the
バスバー用凹部60は、エンドプレート18aの上縁部に沿って細長く延びるように形成されている。具体的に、バスバー用凹部60の形状は、バスバー32よりも僅かに大きな細長い矩形である。バスバー用凹部60の深さは、バスバー32の厚みと比べて同じか又は僅かに小さい。そのため、バスバー用凹部60にバスバー32が収容されたとき、厚み方向においてバスバー32の全部または大部分がエンドプレート18aに埋め込まれる。バスバー用凹部60の底部の長さ方向両端部には、円形の凹部62が設けられている。これらの凹部62にナット(図示せず)が装着されることで、該ナットに、バスバー32を固定するためのボルトを締め付けることができる。
The
金属板用凹部64は、金属板70と略同様の形状を有し、金属板70よりも僅かに大きく形成されている。金属板用凹部64は、金属板70の厚み以上の深さを有する。そのため、金属板用凹部64に金属板70が収容されたとき、厚み方向において金属板70の全体がエンドプレート18aに埋め込まれる。上記のように、バスバー用凹部60はエンドプレート18aの上縁部に沿って細長く形成されているため、この細長いバスバー用凹部60を除いた残りの部分において、金属板用凹部64を大きく形成することができる。よって、エンドプレート18aの外側の面の大部分に金属板70を重ねることができ、これにより、高い剛性を確保することができる。
The
金属板用凹部64の深さは、金属板70の厚みよりも大きい。また、金属板用凹部64の底部には、前記ウェルドボルト15の頭部を収容するための一対の凹部66が更に形成されている。
The depth of the
このように構成されたエンドプレート18aのバスバー用凹部60にバスバー32を収容し、金属板用凹部64に金属板70を収容することで、バスバー32がバスバー用凹部60の周壁で取り囲まれるとともに、金属板70が金属板用凹部64の周壁で取り囲まれて、バスバー32と金属板70が確実に位置決めされる。そのため、バスバー32と金属板70との電気的な絶縁を確実に達成することができる。
By accommodating the
また、バスバー32と電池セル14aのケーシングとの間、及び、金属板70と電池セル14aのケーシングとの間は、それぞれ樹脂製のエンドプレート18aが介装されることで電気的に絶縁される。
In addition, a
このように、電池セル14a、バスバー32および金属板70の間での電気的な絶縁はエンドプレート18aのみによって果たされる。そのため、積層体12において、エンドプレート18aとは別の絶縁体を更に積層する必要がなく、積層体12の厚みの低減を図ることができる。
Thus, electrical insulation among the
また、両側のエンドプレート18a,18bには金属板70が固定されるため、樹脂製のエンドプレート18a,18bを使用しても、積層体12の剛性を良好に確保することができる。そのため、エンドプレート18a,18b自体の厚みを増大させる必要がない。さらに、一方のエンドプレート18aには、厚み方向において金属板70の全部とバスバー32の全部または大部分が埋め込まれるため、積層方向(図中D方向)において、エンドプレート18aからの金属板70及びバスバー32の突出が抑制される。したがって、積層体12の積層方向(図中D方向)外側に回路要素としてバスバー32を配置する構成でありながら、このことによる積層体12の厚みの増大を抑制することができ、これにより、蓄電装置1の小型化を図ることができる。
Moreover, since the
エンドプレート18aの外側には、バスバー32を外側から覆うカバープレート20が重ねて設けられており、これにより、バスバー32と異物との接触防止が図られている。
A
カバープレート20は、エンドプレート18aの形状に対応した略矩形とされている。また、カバープレート20は電気絶縁材料からなる。具体的に、カバープレート20の材料は例えば樹脂であり、金属製とした場合に比べて容易に成形可能となっている。上述したようにエンドプレート18aも樹脂製であるため、エンドプレート18a及びカバープレート20は、両者の間にバスバー32を好適に収容できるような形状に成形することができる。
The
カバープレート20の周縁部には、エンドプレート18aの係合凹部79aに係合可能な係合凸部89aが設けられている。また、カバープレート20には、前記ウェルドボルト15を挿通させるための一対のボルト挿通穴86が設けられている。カバープレート20の外側の面には、各ボルト挿通穴86の周囲から立ち上がる一対の周壁部88が設けられている。また、カバープレート20の内側の面には、拘束バンド50の端部との干渉を避けるための凹部90が複数形成されている。
On the peripheral edge of the
カバープレート20の上縁部には、バスバー32の一端部を露出させるための第1開口部82と、バスバー32の他端部を露出させるための第2開口部84とが設けられている。これにより、エンドプレート18aにカバープレート20が取り付けられた状態においても、第1開口部82及び第2開口部84を通して、バスバー32の露出部分に別のバスバーを接続したり、バスバー32の露出部分を利用してメンテナンス又は計測(テスト)等を行ったりすることができる。
A
ただし、バスバー32には必ずしも第1開口部82及び第2開口部84を設ける必要はない。第1開口部82又は第2開口部84を設けない場合は、カバープレート20が取り外された状態でバスバー32と別のバスバーとの接続作業等を行えばよい。
However, the
以下、図3及び図4等を参照しながら、電池モジュール10を組み付ける手順について説明する。
Hereinafter, a procedure for assembling the
先ず、スペーサ16を挟んで積層された複数の電池セル14を一対のエンドプレート18a,18bによって積層方向(図中D方向)の両側から挟み込んで、積層体12を形成する。なお、図3に示すように、一方のエンドプレート18aを電池セル14aの外側に重ねるときは、エンドプレート18aの係合凸部69aと係合凹部69bをスペーサ16の係合凹部19aと係合凸部19bに係合させる。これにより、スペーサ16及び電池セル14aに対してエンドプレート18aが位置決めされる。
First, a plurality of battery cells 14 stacked with a
続いて、各エンドプレート18a,18bの外側に、金属板70を金属板用凹部64に収めるように重ねる。これにより、金属板70がエンドプレート18a,18bに埋め込まれる。ここで、一方のエンドプレート18aに重ねられる金属板70には、前記ウェルドボルト15を予め溶接しておく。
Subsequently, the
次に、例えば4本の拘束バンド50(50a,50b,50c,50d)を用いて、積層体12の構成部材が分離しないように積層体12を固定する。具体的には、積層体12の積層方向(図中D方向)に平行な面においてスペーサ16の外周部およびエンドプレート18a,18bの外周部に各拘束バンド50を押し当てるとともに、積層方向(図中D方向)の両端面において金属板70の外側に、直角に屈曲された拘束バンド50の端部を押し当てて例えばボルト(図示せず)により固定する。
Next, the laminate 12 is fixed using, for example, four restraining bands 50 (50a, 50b, 50c, 50d) so that the constituent members of the laminate 12 are not separated. Specifically, the restraint bands 50 are pressed against the outer peripheral portion of the
続いて、一方のエンドプレート18aのバスバー用凹部60にバスバー32を収容することでエンドプレート18aにバスバー32を埋め込んだ状態で、エンドプレート18aの外側にカバープレート20を重ねる。このとき、カバープレート20の係合凸部89aをエンドプレート18aの係合凹部79aに係合させることでエンドプレート18aに対してカバープレート20を位置決めするとともに、カバープレート20のボルト挿通穴86にウェルドボルト15を挿通させる。
Subsequently, the
エンドプレート18aの外側にカバープレート20が重ねられた状態において、ウェルドボルト15の先端部はカバープレート20の外側に突出する。図4に示すように、このウェルドボルト15の突出部分にナット17を螺合して締め付けることで、カバープレート20がエンドプレート18aに固定される。ウェルドボルト15に螺合されたナット17は、カバープレート20の周壁部88の内側に収容される。
In a state where the
その後、前記L字状のバスバー34の一端部を、最も外側に積層された電池セル14aの負極端子22bに取り付けられたバスバー28aの端部に重ねてボルト又は溶接により固定する。また、L字状のバスバー34の他端部を、カバープレート20の第1開口部82において露出するバスバー32の一端部に重ねて、該バスバー32のボルト挿通穴33aとL字状バスバー34のボルト挿通穴31に外側から挿通したボルト39を、エンドプレート18aに装着されたナット(図示せず)に螺合して締め付けることで、これらのバスバー32,34をエンドプレート18aに固定する。これにより、エンドプレート18aのバスバー用凹部60に収容されるバスバー32と、該バスバー用凹部60に収容されないバスバー30とが、同じボルト39の締結によって効率的にエンドプレート18aに固定される。このとき、バスバー32はバスバー用凹部60に埋め込まれていることにより位置ずれしないため、簡単かつ確実にボルトを締結することができる。
Thereafter, one end portion of the L-shaped
また、カバープレート20の第2開口部84において露出するバスバー32の他端部を、別のバスバー(図示せず)と共にボルトの締結によりエンドプレート18aに固定する。その後、バスバー32と共にエンドプレート18aに固定されたバスバーに負極外部端子99bを接続する。ただし、バスバー32の他端部をカバープレート20の外側に突出するように延長させて、この延長部分を、負極外部端子99bに直接接続するようにしてもよい。
Further, the other end of the
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
例えば、金属板70の材料の強度がバスバー32の材料よりも高い場合、バスバー32の長さを短縮して、その分だけ金属板70の面積を拡大してもよい。これにより、電池モジュール10の剛性が一層高められる。この場合、例えば、図4におけるバスバー32の右側部分を短縮させて、バスバー28aの積層方向に直交する方向へ延びる部分を延長することで、両バスバー28a,32をL字状のバスバー34によって接続することができる。
For example, when the strength of the material of the
逆に、金属板70の材料よりもバスバー32の材料の方が高強度である場合、バスバー32の長さを拡張して、その分だけ金属板70の面積を縮小してもよい。これにより、電池モジュール10の剛性が一層高められる。この場合、例えば、図4におけるバスバー32の右側部分を延長させて、バスバー28aにおける端子22bの上側部分を積層方向(図中D方向)外側に延ばしてエンドプレート18aの外側に配置されるようにL字状に屈曲させることで、該屈曲部分をバスバー32の右側延長部分に接続することができる。
Conversely, if the material of the
また、上述の実施形態では、エンドプレート18aの凹部60にバスバー32を収容する構成について説明したが、本発明では、エンドプレートの凹部にバスバー以外の回路要素を収容するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
例えば、バスバー32の代わりに、シャント抵抗器をエンドプレート18aの凹部60に収容してもよい。この場合も、凹部60に収容されたシャント抵抗器を、金属板70及び電池設14aのケーシングに対して確実に電気的に絶縁することができる。また、板状のシャント抵抗器を用いることで、エンドプレート18aの表面に浅く形成された凹部60にシャント抵抗器を容易に収容することができる。
For example, instead of the
更に別の例として、例えば、図5に示すように、エンドプレート18aの外側の面にヒューズ用凹部160を設けて、該ヒューズ用凹部160にヒューズ100を収容するようにしてもよい。この場合、ヒューズ用凹部160は、ヒューズ100の形状に対応した形状および深さとなるように形成すればよい。この構成によれば、ヒューズによって過電流を遮断できるため、リレーユニット42の小型化を図ることが可能になる。また、このヒューズが溶断したときは、外装ケース2の蓋体2Bを取り外すことで、容易にヒューズの交換作業を行うことができる。
As yet another example, for example, as shown in FIG. 5, a
さらに、上述の実施形態では、ケース本体2Aの上面が開口面である場合について説明したが、本発明において、ケース本体2Aの側面が開口面であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the upper surface of the case body 2A is an opening surface has been described. However, in the present invention, the side surface of the case body 2A may be an opening surface.
1 蓄電装置
2 外装ケース
2A ケース本体
2B 蓋体
10 電池モジュール(装置本体)
12 積層体
14 電池セル(蓄電素子)
14a 最も外側に積層された電池セル(蓄電素子)
15 ウェルドボルト
17 ナット
18a 一方のエンドプレート
18b 他方のエンドプレート
20 カバープレート
22a 電池セルの正極端子
22b 電池セルの負極端子
28 電池セルの端子間を接続するバスバー
32 バスバー(回路要素)
34 別のバスバー
39 ボルト
42 リレーユニット
44 回路基板
50 拘束バンド
60 バスバー用凹部
64 金属板用凹部
70 金属板
82 第1開口部
84 第2開口部
99a 正極外部端子
99b 負極外部端子
100 ヒューズ
160 ヒューズ用凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage device 2 Exterior case 2A Case
12 Laminated body 14 Battery cell (electric storage element)
14a Battery cells stacked on the outermost side (storage element)
DESCRIPTION OF
34 Another
Claims (9)
該複数の蓄電素子のうち最も外側に積層された蓄電素子の外側に重ねられた絶縁性のエンドプレートと、
該エンドプレートの外側の面に形成された凹部に埋め込まれた回路要素と、を備えたことを特徴とする蓄電装置。 A plurality of stacked power storage elements;
An insulating end plate stacked on the outside of the power storage element stacked on the outermost side among the plurality of power storage elements;
And a circuit element embedded in a recess formed on the outer surface of the end plate.
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