JP2014203753A - Power storage module - 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を備える蓄電モジュールに関する。 The present invention relates to a power storage module including a power storage element such as a battery cell (unit cell) or a capacitor.
蓄電モジュールは、複数の蓄電素子と、これらの蓄電素子を一体的に保持するフレームとを備えている(特許文献1参照)。フレームは、整列した蓄電素子を挟み込む一対の終端部材と、該一対の終端部材を連結する連結部材とを備える。 The power storage module includes a plurality of power storage elements and a frame that integrally holds the power storage elements (see Patent Document 1). The frame includes a pair of terminal members that sandwich the aligned power storage elements, and a connecting member that connects the pair of terminal members.
一般的に、蓄電モジュールの電圧は、複数の蓄電素子を電気的に直列接続することにより、所望の値に設定されている。また、蓄電モジュールの電気容量(電池セルの場合は、電池容量に相当し、キャパシタの場合は、静電容量に相当する)は、複数の蓄電素子を電気的に並列接続することにより、所望の値に設定されている。 In general, the voltage of the power storage module is set to a desired value by electrically connecting a plurality of power storage elements in series. In addition, the electric capacity of the power storage module (corresponding to the battery capacity in the case of a battery cell and equivalent to the electrostatic capacity in the case of a capacitor) is obtained by electrically connecting a plurality of power storage elements in parallel. Is set to a value.
そのため、電圧や電気容量が異なる蓄電モジュールは、蓄電素子の数が異なる。これに伴い、電圧や電気容量が異なる蓄電モジュールのフレームは、蓄電素子を拘束する方向の長さが異なる。すなわち、電圧又は電気容量ごとに異なるフレームが用いられる。しかしながら、このように異なるフレームを用いると、製造上の管理が煩雑となり、また、製造コストも高騰してしまう。 Therefore, power storage modules having different voltages and electric capacities have different numbers of power storage elements. Accordingly, the frames of the power storage modules having different voltages and electric capacities have different lengths in the direction of restraining the power storage elements. That is, a different frame is used for each voltage or electric capacity. However, when such different frames are used, management in manufacturing becomes complicated, and the manufacturing cost increases.
そこで、本発明は、蓄電モジュールの電圧又は電気容量を異にしても、フレームを変更することなく構築することができる蓄電モジュールを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power storage module that can be constructed without changing the frame even if the voltage or the electric capacity of the power storage module is different.
本発明に係る蓄電モジュールは、
蓄電素子を拘束可能なフレームと、
前記蓄電素子が配置されるべき位置に配置された補充部材と、
を備える。
The power storage module according to the present invention includes:
A frame capable of restraining the storage element;
A replenishment member disposed at a position where the power storage element is to be disposed;
Is provided.
かかる構成によれば、蓄電モジュールの電圧又は電気容量に合わせて、蓄電素子が配置されるべき位置に補充部材が配置され、フレームが蓄電素子を拘束する方向におけるフレームの長さが変わらない。よって、蓄電モジュールの電圧又は電気容量を異にしても、フレームを変更することなく構築することができる。 According to such a configuration, the supplementary member is disposed at a position where the power storage element is to be disposed in accordance with the voltage or electric capacity of the power storage module, and the length of the frame in the direction in which the frame restrains the power storage element does not change. Therefore, even if the voltage or electric capacity of the power storage module is different, it can be constructed without changing the frame.
ここで、本発明に係る蓄電モジュールの一態様として、
補充部材は、電極体が収容されるケースを有する蓄電素子のケースに模して形成された本体を備える
ようにすることができる。
Here, as one aspect of the power storage module according to the present invention,
The replenishing member may be provided with a main body that is formed by imitating a case of a power storage element having a case in which an electrode body is accommodated.
かかる構成によれば、蓄電モジュールの電圧又は電気容量に合わせて、蓄電素子が配置されるべき位置に補充部材が配置されることにより、その位置を補充部材で塞ぐことができ、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 According to such a configuration, the replenishment member is disposed at a position where the power storage element is to be disposed in accordance with the voltage or electric capacity of the power storage module, so that the position can be closed with the replenishment member, and the frame is stored in the power storage element. The length of the power storage module in the direction of restraining is not changed.
また、本発明に係る蓄電モジュールの他態様として、
蓄電素子と該蓄電素子と並ぶスペーサとが配置されるべき領域を有し、
補充部材において、フレームによる蓄電素子の拘束方向における本体の長さLは、
同方向におけるケースの長さをL1とし、
蓄電素子及びスペーサが配置されるべき位置に配置される該蓄電素子の数量をnとし、
同方向においてスペーサがケースを離間する長さをL2としたときに、以下の式(1)乃至式(3)のいずれか1つから得られる値である
L=L1×n+L2×(n+1)・・・式(1)
L=L1×n+L2×(n−1)・・・式(2)
L=L1×n+L2×n・・・式(3)
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage module according to the present invention,
A region where the storage element and a spacer aligned with the storage element are to be disposed;
In the replenishing member, the length L of the main body in the restraining direction of the power storage element by the frame is:
The length of the case in the same direction is L1,
The number of the electricity storage elements arranged at the positions where the electricity storage elements and the spacers should be arranged is n,
When the length in which the spacer separates the case in the same direction is L2, it is a value obtained from any one of the following formulas (1) to (3): L = L1 × n + L2 × (n + 1) · ..Formula (1)
L = L1 × n + L2 × (n−1) (2)
L = L1 × n + L2 × n (3)
Can be.
かかる構成によれば、一つの補充部材で一つ以上の蓄電素子が配置されるべき位置に配置し、その位置を補充部材で塞ぐことができ、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 According to such a configuration, one replenishment member can be disposed at a position where one or more power storage elements are to be disposed, and the position can be closed by the replenishment member. The length does not change.
また、本発明に係る蓄電モジュールの別の態様として、
本体の剛性は、ケースの剛性と同じ又は略同じ
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage module according to the present invention,
The stiffness of the body can be the same or substantially the same as the stiffness of the case.
かかる構成によれば、蓄電素子に加えていた外力と同じ条件のまま、蓄電素子が配置されるべき位置に補充部材が配置され、該補充部材に外力を加えることができる。 According to such a configuration, the replenishment member is disposed at the position where the power storage element is to be disposed under the same conditions as the external force applied to the power storage element, and the external force can be applied to the replenishment member.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
蓄電素子を備え、
本体は、蓄電素子に面対向する対向面を有し、
該対向面は、面対向する蓄電素子の面以上の広さを有する
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
With a storage element,
The main body has a facing surface facing the power storage element,
The facing surface can be wider than the surface of the power storage element facing the surface.
かかる構成によれば、補充部材が蓄電素子に面接触することによって、補充部材から蓄電素子に加わる外力は、蓄電素子の面に均等に加わるようになる。 According to this configuration, when the replenishing member comes into surface contact with the power storage element, the external force applied from the replenishing member to the power storage element is equally applied to the surface of the power storage element.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
本体は、
ケースの外形に即して形成された枠と、
該枠内に配置された梁部と
を備える
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
The body is
A frame formed according to the outer shape of the case,
And a beam portion arranged in the frame.
かかる構成によれば、蓄電素子のケースの外形を模しつつ、本体の強度を保つことができる。更に、本体の重量が軽量化される。 According to such a configuration, the strength of the main body can be maintained while imitating the outer shape of the case of the electricity storage element. Furthermore, the weight of the main body is reduced.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
蓄電素子を備え、
補充部材は、蓄電素子と列をなし、該列の中央寄りに配置される
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
With a storage element,
The supplementary member may be arranged in a row with the power storage elements and arranged near the center of the row.
かかる構成によれば、隣り合う蓄電素子間で互いに熱を高め合って、複数の蓄電素子がなす列の中で最も熱を蓄えやすいが、そのような蓄電モジュール内であっても、列の中央寄りの位置に補充部材が配置されることで、蓄電モジュール全体の温度上昇が抑えられる。 According to such a configuration, heat is easily increased between adjacent power storage elements, and heat can be stored most easily in a row formed by a plurality of power storage devices. By arranging the replenishing member at a position closer to the position, the temperature increase of the entire power storage module can be suppressed.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
蓄電素子を備え、
補充部材は、蓄電素子間に配置される
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
With a storage element,
The supplementary member can be arranged between the power storage elements.
かかる構成によれば、蓄電モジュール内に蓄電素子と補充部材とを並べて配置することにより、隣り合う蓄電素子間で互いに熱を高め合って熱を蓄えやすい位置に補充部材が配置されることで、蓄電モジュール全体の温度上昇が抑えられる。 According to such a configuration, by arranging the power storage element and the supplementary member side by side in the power storage module, the supplementary member is disposed at a position where heat is increased between adjacent power storage elements and heat is easily stored. The temperature rise of the entire power storage module can be suppressed.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
電極体に接続されている電極端子を有する蓄電素子を備え、
補充部材は、ケースから突出した電極端子が電気的に接続される導電部を有する
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
An electrical storage element having an electrode terminal connected to the electrode body,
The supplementary member may have a conductive portion to which the electrode terminal protruding from the case is electrically connected.
かかる構成によれば、各蓄電素子は、電極端子との電気的な接続を補充部材の導電部に対して行うことができる。蓄電素子同士の位置関係に制限されることなく蓄電素子間の電気的な接続を行うことができるようになる。 According to such a configuration, each power storage element can make an electrical connection with the electrode terminal to the conductive portion of the supplementary member. Electrical connection between the storage elements can be performed without being limited by the positional relationship between the storage elements.
また、本発明に係る蓄電モジュールの更に別の態様として、
蓄電素子との間に冷却媒体を通す流路を形成する隣接部材と、
流路を流れる冷却媒体の流れを妨げる規制部材と
を備え、
規制部材は、補充部材に隣接する隣接部材が形成する流路に設けられる
ようにすることができる。
Further, as yet another aspect of the power storage module according to the present invention,
An adjacent member that forms a flow path for passing a cooling medium between the storage element and the storage element;
A regulating member that prevents the flow of the cooling medium flowing through the flow path,
The regulating member can be provided in a flow path formed by an adjacent member adjacent to the replenishing member.
かかる構成によれば、発熱体を収容していない補充部材は冷却する必要がないため、規制部材が補充部材に隣接する流路に流れる冷却媒体の流れを妨げて、他の流路に冷却媒体が集中して流れるようにすることができる。そのため、蓄電モジュール全体の冷却性能を上げることができる。 According to such a configuration, the replenishment member that does not contain the heating element does not need to be cooled, so that the restriction member prevents the flow of the cooling medium flowing in the flow path adjacent to the replenishment member, and the cooling medium is transferred to the other flow path. Can be concentrated and flow. Therefore, the cooling performance of the entire power storage module can be improved.
以上のように、本発明によれば、蓄電モジュールの電圧又は電気容量を異にしても、フレームを変更することなく構築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, even if the voltage or electric capacity of the power storage module is different, it is possible to achieve an excellent effect that it can be constructed without changing the frame.
以下、本発明に係る蓄電モジュール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 module according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示すように、電池モジュール1は、一列に整列される複数の電池セル3と、電池セル3が配置されるべき位置に配置される補充部材4と、隣り合う電池セル3及び補充部材4間及び整列方向における複数の電池セル3の両側にそれぞれ並んで配置される複数のスペーサ5と、複数の電池セル3,補充部材4及び複数のスペーサ5を拘束可能なフレーム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。本発明の「蓄電素子」は、本実施形態における電池セル3である。本発明の「隣接部材」は、本実施形態におけるスペーサ5である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、以下においては、便宜上、第一方向を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X方向(各図に示された直交軸のうちのX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 Z direction (the Z-axis direction of the orthogonal axes shown in each figure), and the second direction orthogonal to the first direction is referred to as the Y direction (shown in each figure). The third direction perpendicular to the first direction and the second direction is referred to as the X direction (the X axis direction of 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、図2に示すように、電極体と、該電極体を収容するケース30を備えている。ケース30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とを備える。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。
As shown in FIG. 2, 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ている。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。
The
補充部材4は、図5に示すように、電池セル3のケース30に模して形成された補充部材本体41を備える。補充部材本体41は、少なくともケース30における電池セル3が整列する方向の長さに対応する厚さを有する。X方向(フレーム7が電池セル3を拘束する方向)における補充部材本体41の長さ(厚さ)は、少なくとも同方向における電池セル3の長さ(厚さ)と略同じである。補充部材本体41の剛性は、ケース30の剛性と同じ又は略同じである。補充部材本体41は、電池セル3に面対向する対向面42を有する。該対向面42は、面対向する電池セル3の面以上の広さを有する。補充部材本体41は、ケース30の外形に即して形成された枠43と、該枠43内に配置された梁部44とを備える。よって、補充部材本体41は、格子状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the replenishing
補充部材4は、図2に示すように、電池セル3と列をなし、該列の中央寄りに配置される。本実施形態に係る補充部材4は、1つであり、補充部材4は、電池セル3間に配置される。補充部材4の両側の電池セル3同士を電気的に接続するバスバーは、他の電池セル3同士を接続するバスバー34と異なり、Z形状のバスバー36である。
As shown in FIG. 2, 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、電池セル3と面対向する(本発明の本体としての)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。電池セル3のケース30がX方向から見ると矩形状であるのに対応して、スペーサ本体50は、矩形状に形成されている。保持部51は、スペーサ本体50の四つの角部に対向して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1では、電池セル3間に隙間が形成されている。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。つまり、電池モジュール1の冷却方式は、空冷式である。空冷式の電池モジュール1のスペーサ5は、空気の流路を確保するために設けられている。このスペーサ5のスペーサ本体50は、矩形波形状の断面形状を有する。
In the
スペーサ本体50は、図6及び図7に示すように、Y方向に延びる溝状の流路を形成する流路形成部54を有する。流路形成部54は、スペーサ本体50の両面においてZ方向にそれぞれの位置を互いにずらして配置される。流路形成部54は、Y方向における一端から該一端と反対側の他端まで連続して該Y方向に延びる。流路形成部54は、Z方向に二つ以上配置されている。具体的には、流路形成部54は、スペーサ本体50の一方の面(図6側)に4本設けられており、他方の面(図7側)に3本設けられている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the spacer
角部保持部52は、電池セル3又は補充部材4を安定して拘束すべく、電池セル3のケース30又は補充部材4の補充部材本体41の中央を中心とした二つの対角位置(四隅)に配置され、電池セル3のケース30又は補充部材4の補充部材本体41の四隅を保持する。角部保持部52は、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。角部保持部52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。
The corner
角部保持部52は、電池セル3又は補充部材4の上側の一対の角部に当接する一対の上側角部保持部52Aと、電池セル3又は補充部材4の一対の下側の角部及び底面に当接する下側角部保持部52Bとを備える。角部保持部52は、隣り合う電池セル3又は補充部材4を位置決めする位置決め部として機能する。
The corner
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方向に(の電池セル3又は補充部材4側に)延出する延出片530を有する。頂部保持部53A及び第一側部保持部53Bのそれぞれは、延出片530の先端部に、内側に突出する突片531を備えている。第二側部保持部53Cは、延出片530の先端部に、内側に突出する突起532を備えている。
The
図4は、スペーサ5が電池セル3又は補充部材4を保持した状態を示している。また、図6及び図7にも示されているように、電池セル3(のケース30)又は補充部材4(のケース疑似部41)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によって保持されている。頂部は、頂部保持部53Aによって保持されている。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又は補充部材4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又は補充部材4のケース疑似部41におけるスペーサ本体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又は補充部材4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又は補充部材4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又は補充部材4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. 4 shows a state in which the
フレーム7は、図1又は図2に示すように、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。つまり、電池セル3とスペーサ5とが一列に整列されている。そして、電池セル3とスペーサ5とは、直線上に積層された状態で、一端の終端部材70に挟まれて電池積層方向に加圧されている。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, 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。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、終端部材本体71は、矩形状に形成されている。
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。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(連結部)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とを備える。連結部材75は、全体として、矩形の枠形状を呈している。連結部材75の一対の横梁部76は、電池セル3及びスペーサ5のX方向に沿う面における、電池セル3のケース30の中央を中心とした二つの対角位置(四隅)の近傍に配置されている。
A pair of 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、以下のようにして組み立てられる。つまり、図2に示すように、まず、間にスペーサ5が配置されつつ複数の電池セル3及び補充部材4が積層される。一端及び他端にある電池セル3の外側にもスペーサ5が配置される。さらにその両側に一対の終端部材70が配置される。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及び補充部材4にY方向から配置される。そして、連結部材75の各貫通孔に挿通されたボルト85のネジ部が終端部材70の各雌ネジに螺入され、複数の電池セル3及び補充部材4とこれらを保持する複数のスペーサ5がフレーム7とともに一体化される。その後、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。このようにして、電池モジュール1は、完成する。
The
以上の構成からなる電池モジュール1では、蓄電モジュール1の電圧又は電気容量に合わせて、電池セル3が配置されるべき位置に補充部材4が配置され、フレーム7が電池セル3を拘束する方向におけるフレーム7の長さが変わらない。よって、蓄電モジュール1の電圧又は電気容量を異にしても、フレーム7を変更することなく構築することができる。つまり、電圧又は電池容量が異なる電池モジュール1において、フレーム7などの拘束用部材を共通化することができる。
In the
また、蓄電モジュール1の電圧又は電気容量に合わせて、電池セル3が配置されるべき位置に補充部材4が配置されることにより、その位置を補充部材4で塞ぐことができ、フレーム7が電池セル3を拘束する方向における蓄電モジュール1の長さが変わらない。
Further, the
また、補充部材本体41の剛性は、ケースの剛性と同じ又は略同じである。このため、電池セル3に加えていた外力と同じ条件のまま、電池セル3が配置されるべき位置に補充部材4が配置され、該補充部材4に外力を加えることができる。
The rigidity of the replenishing member
また、補充部材本体41は、電池セル3に面対向する対向面42を有し、該対向面42は、面対向する電池セル3の面以上の広さを有する。このため、補充部材4が電池セル3に面接触することによって、補充部材4から電池セル3に加わる外力は、電池セル3の面に均等に加わるようになる。
The replenishing member
また、補充部材本体41は、ケース30の外形に即して形成された枠43と、該枠43内に配置された梁部44とを備える。このため、電池セル3のケース30の外形を模しつつ、補充部材本体41の強度を保つことができる。更に、補充部材本体41の重量が軽量化される。
The replenishing member
また、補充部材4は、電池セル3と列をなし、該列の中央寄りに配置される。このため、蓄電モジュール1内に電池セル3と補充部材4とを並べて配置することにより、隣り合う電池セル3間で互いに熱を高め合って、複数の電池セル3がなす列の中で最も熱を蓄えやすい列の中央寄りに位置に補充部材4が配置されることで、蓄電モジュール1全体の温度上昇が抑えられる。また、電池セル3と異なる重量の補充部材4を配置しても、蓄電モジュール11内における整列方向における重心位置がずれず、重量バランスが変わらない。
The
また、補充部材4は、電池セル3間に配置される。このため、蓄電モジュール1内に電池セル3と補充部材4とを並べて配置することにより、隣り合う電池セル3間で互いに熱を高め合って熱を蓄えやすい位置に補充部材4が配置されることで、蓄電モジュール1全体の温度上昇が抑えられる。
The replenishing
尚、本発明に係る蓄電モジュールは、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 module 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、隣接部材として、スペーサ5が設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。隣接部材は、終端部材であってもよい。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、補充部材本体41の厚さは、ケース30の厚さと同じ厚さである。しかしながら、これに限定されるものではない。蓄電モジュールには、蓄電素子と該蓄電素子と並ぶスペーサとが配置される領域を有し、補充部材が、蓄電素子とスペーサとが配置されるべき位置に配置される場合、フレームによる蓄電素子の拘束方向における補充部材の本体の長さLは、下記の関係式(1)を満たす値であってもよい。なお、L1は、X方向におけるケースの長さとし、自然数nは、蓄電素子が配置されるべき位置に配置される該蓄電素子の数量とし、L2は、X方向においてスペーサがケースを離間する長さとする。具体的には、L2は、スペーサの本体が溝形成部を有するものである場合、この溝形成部のX方向の厚さに相当し、蓄電素子を保持したときに本体の溝形成部が変形する場合、この変形後の溝形成部のX方向の厚さに相当する。スペーサの本体が溝を有さない平板状のものである場合、L2は、この本体の板厚に相当する。言い換えると、L2は、スペーサ本体のX方向の厚さである。
L=L1×n+L2×(n+1)・・・式(1)
Further, in the above embodiment, the thickness of the replenishing member
L = L1 × n + L2 × (n + 1) (1)
この場合、一つの補充部材を、一つ以上のn個の蓄電素子及びこれらの蓄電素子を挟んで配置される一つ以上の(n+1)個のスペーサが配置されるべき位置に配置し、その位置を補充部材で塞ぐことができ、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 In this case, one replenishment member is disposed at a position where one or more n power storage elements and one or more (n + 1) spacers disposed between the power storage elements are to be disposed, The position can be closed with the supplement member, and the length of the power storage module in the direction in which the frame restrains the power storage element does not change.
また、フレームによる蓄電素子の拘束方向における補充部材の本体の長さLは、下記の関係式(2)を満たす値であってもよい。
L=L1×n+L2×(n−1)・・・式(2)
Further, the length L of the main body of the replenishing member in the restraining direction of the power storage element by the frame may be a value satisfying the following relational expression (2).
L = L1 × n + L2 × (n−1) (2)
この場合、本実施形態に係る補充部材のように、一つの補充部材を、一つの蓄電素子が配置されるべき位置に配置される場合に加え、一つの補充部材を、二つ以上のn個の蓄電素子及びこれらの蓄電素子に挟まれる一つ以上の(n−1)個のスペーサが配置されるべき位置に配置する場合においても、その位置を補充部材で塞ぐことができ、いずれの場合においても、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 In this case, like the replenishing member according to the present embodiment, in addition to the case where one replenishing member is disposed at a position where one power storage element is to be disposed, one replenishing member is provided with two or more n replenishing members. In the case where the power storage elements and one or more (n-1) spacers sandwiched between the power storage elements are disposed at positions where the power storage elements are to be disposed, the positions can be closed with the replenishment member. However, the length of the power storage module in the direction in which the frame restrains the power storage element does not change.
また、フレームによる蓄電素子の拘束方向における補充部材の本体の長さLは、下記の関係式(3)を満たす値であってもよい。
L=L1×n+L2×n・・・式(3)
Further, the length L of the main body of the replenishing member in the restraining direction of the power storage element by the frame may be a value satisfying the following relational expression (3).
L = L1 × n + L2 × n (3)
この場合、一つの補充部材を、一つ以上のn個の蓄電素子及びこれらの蓄電素子の一方の面に並んで配置される一つ以上のn個のスペーサが配置されるべき位置に配置し、その位置を補充部材で塞ぐことができ、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 In this case, one supplementary member is arranged at a position where one or more n power storage elements and one or more n spacers arranged side by side on one surface of these power storage elements are to be disposed. The position can be closed by the replenishing member, and the length of the power storage module in the direction in which the frame restrains the power storage element does not change.
補充部材が蓄電素子のみが配置されるべき位置に配置される場合、フレームによる蓄電素子の拘束方向における補充部材の本体の長さLは、下記の関係式(4)を満たす値であってもよい。
L=L1×n・・・式(4)
When the replenishment member is disposed at a position where only the storage element is to be disposed, the length L of the body of the replenishment member in the restraining direction of the storage element by the frame is a value satisfying the following relational expression (4) Good.
L = L1 × n (4)
この場合、一つの補充部材で一つ以上のn個の蓄電素子が配置されるべき位置に配置し、その位置を補充部材で塞ぐことができ、フレームが蓄電素子を拘束する方向における蓄電モジュールの長さが変わらない。 In this case, one replenishment member can be disposed at a position where one or more n power storage elements are to be disposed, and the position can be closed by the replenishment member. The length does not change.
また、上記実施形態においては、補充部材本体41の対向面42が面対向する電池セル3の面と同じ広さを有する。しかしながら、これに限定されるものではない。対向面は、面対向する蓄電素子の面以上の広さを有していてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the opposing
また、上記実施形態においては、補充部材4は、電池セル3と列をなし、該列の中央寄りに配置されている。しかしながら、これに限定されるものではない。補充部材は、蓄電素子と列をなし、該列の端に配置されていてもよい。そのために、補充部材は、蓄電素子間に配置されていなくてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、補充部材4は、一つの電池セル3が配置されるべき位置に一つ設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。補充部材は、二つ以上の蓄電素子が配置されるべき位置に二つ以上設けられていてもよい。この場合、偶数個の蓄電素子が配置されるべき位置に、偶数個の電池素子(及びスペーサ)のX方向の厚さの補充部材が配置されることが好ましい。補充部材を挟んで配置される蓄電素子間の電気的な接続にZ形状のバスバーを用いる必要がなく、蓄電素子の電極端子間の距離に相当する長さの直線状のバスバーにより接続することができる。
Moreover, in the said embodiment, the one
また、上記実施形態においては、補充部材4は、隣接する電池セル3と接続されていない。しかしながら、これに限定されるものではない。補充部材は、隣接する蓄電素子と電気的に接続されていてもよい。この場合、各蓄電素子は、電極端子との電気的な接続を補充部材の導電部に対して行うことができる。蓄電素子同士の位置関係に制限されることなく蓄電素子間の電気的な接続を行うことができるようになる。
In the above embodiment, the
このために、補充部材は、ケースから突出した電極端子が電気的に接続される導電部を有することが好ましい。導電部は、蓄電素子における電極端子が設けられる位置に対応していることが好ましい。つまり、導電部は、正極側の電極端子が設けられた位置と負極側の電極端子が設けられた位置とのそれぞれに電極端子を備え、補充部材の本体内又は側面に沿って、正極側の電極端子と負極側の電極端子とを電気的に接続する導電部材を備えていてもよい。このようにすることにより、バスバーも共用することができる。 For this reason, it is preferable that the supplementary member has a conductive portion to which the electrode terminal protruding from the case is electrically connected. The conductive portion preferably corresponds to a position where the electrode terminal in the power storage element is provided. In other words, the conductive portion includes electrode terminals at each of the position where the positive electrode terminal is provided and the position where the negative electrode terminal is provided. A conductive member for electrically connecting the electrode terminal and the electrode terminal on the negative electrode side may be provided. By doing so, the bus bar can also be shared.
また、上記実施形態においては、更に、流路を流れる冷却媒体の流れを妨げる規制部材を備えていてもよい。規制部材は、補充部材に隣接する隣接部材が形成する流路に設けられる。この場合、発熱体を収容していない補充部材は冷却する必要がないため、規制部材が補充部材に隣接する流路に流れる冷却媒体の流れを妨げて、他の流路に冷却媒体が集中して流れるようにすることができる。そのため、蓄電モジュール全体の冷却性能を上げることができる。なお、規制部材は、流路を完全に塞ぐものであってもよいし、その一部を遮るものであってもよい。 Moreover, in the said embodiment, you may provide the regulating member which prevents the flow of the cooling medium which flows through a flow path further. The regulating member is provided in a flow path formed by an adjacent member adjacent to the replenishing member. In this case, since the replenishing member that does not contain the heating element does not need to be cooled, the restricting member prevents the flow of the cooling medium flowing through the flow path adjacent to the replenishing member, and the cooling medium concentrates on the other flow paths. Can be made to flow. Therefore, the cooling performance of the entire power storage module can be improved. The restricting member may completely block the flow path, or may block a part thereof.
また、上記実施形態においては、補充部材4は、側面が格子状に形成された本体41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。補充部材の本体の側面が蜂の巣状に形成することにより、本体の剛性が高められていてもよい。また、本体の側面がケースと同様に平面形状に形成されており、例えば、本体が矩形箱形状であってもよい。スペーサの流路に流す冷却媒体の流れに乱流が発生しにくくなり、冷却効率が維持される。また、補充部材は、格子状の本体に、隣接部材の本体における流路形成部と当接する部分に平面状の板部材を取り付けるなどして表面のみを平面形状にしてもよい。この場合、補充部材は、更に軽量化される。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、補充部材4は、電池セル3のケース30の剛性と同じ又は略同じ剛性を有している。しかしながら、これに限定されるものではない。補充部材は、蓄電素子のケースの剛性より低くてもよい。具体的には、補充部材は、樹脂製又は低剛性の物質で成形されていてもよい。この場合、蓄電モジュールに加わる外力が補充部材に集中するようになり、蓄電素子に加わる外力を低減し、蓄電素子を保護することができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、補充部材4は、電池セル3と同様に他の部材と独立して構成されていた。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、補充部材は、連結部材や終端部材などのフレームと一体的に形成されていてもよいし、スペーサと一体に形成されていてもよい。
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、電池セル3と補充部材4とが組み合わされて構成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。蓄電モジュールは、補充部材のみから構成されていてもよい。補充部材のみからなる(蓄電)モジュールは、複数の蓄電モジュールを備える蓄電装置において、外力が加わりやすい位置に配置されて他の蓄電モジュールを保護し、又は高温となりやすい位置に配置されて他の蓄電モジュールに対する冷却効率を上げることができる。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態においては、溝形成部としての流路形成部54は、スペーサ本体50の両面に設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。溝形成部は、本体の一方の面のみに設けられていてもよい。
In the above embodiment, the flow path forming portions 54 as the groove forming portions are provided on both surfaces of the
また、上記実施形態においては、スペーサ5のスペーサ本体50は、流路を形成する流路形成部54を有する。しかしながら、これに限定されるものではない。隣接部材の本体は、流路ではない溝部を形成する溝形成部を有していてもよい。更に、隣接部材の本体は、溝形成部を有していない、平板状のものであってもよい。また、流路は、空気を通す風路に限らず、空気以外の冷却媒体を通すものが含まれる。
Moreover, in the said embodiment, the spacer
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(蓄電モジュール)、3…電池セル(蓄電素子)、30…ケース、31…ケース本体、32…蓋体、33…電極端子、34,36…バスバー、4…補充部材、41…補充部材本体、42…対向面、43…枠、44…梁部、5…スペーサ(隣接部材)、50…スペーサ本体(本体)、51…保持部、52…角部保持部、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、533…開口、54…流路形成部、540…溝部、542…底部、543…内壁部、541…凸条、544…頂部、545…側壁部、7…フレーム、70…終端部材、71…終端部材本体、72…脚部、75…連結部材、76…横梁部、77…縦梁部、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、92…蓋体
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記蓄電素子が配置されるべき位置に配置された補充部材と、
を備える
蓄電モジュール。 A frame capable of restraining the storage element;
A replenishment member disposed at a position where the power storage element is to be disposed;
A power storage module.
請求項1に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 1, wherein the replenishing member includes a main body that is formed to resemble a case of a power storage element having a case in which an electrode body is accommodated.
前記補充部材において、前記フレームによる前記蓄電素子の拘束方向における前記本体の長さLは、
同方向における前記ケースの長さをL1とし、
前記蓄電素子及び前記スペーサが配置されるべき位置に配置される該蓄電素子の数量をnとし、
同方向において前記スペーサが前記ケースを離間する長さをL2としたときに、以下の式(1)乃至式(3)のいずれか1つから得られる値である
L=L1×n+L2×(n+1)・・・式(1)
L=L1×n+L2×(n−1)・・・式(2)
L=L1×n+L2×n・・・式(3)
請求項2に記載の蓄電モジュール。 A region where the power storage element and a spacer aligned with the power storage element are to be disposed;
In the replenishing member, the length L of the main body in the restraining direction of the power storage element by the frame is:
The length of the case in the same direction is L1,
The quantity of the electricity storage elements arranged at the position where the electricity storage element and the spacer are to be arranged is n,
L = L1 × n + L2 × (n + 1), which is a value obtained from any one of the following formulas (1) to (3), where L2 is the length that the spacer separates the case in the same direction. ) ... Formula (1)
L = L1 × n + L2 × (n−1) (2)
L = L1 × n + L2 × n (3)
The power storage module according to claim 2.
請求項2又は請求項3に記載の蓄電モジュール。 The power storage module according to claim 2, wherein the rigidity of the main body is the same as or substantially the same as the rigidity of the case.
前記本体は、前記蓄電素子に面対向する対向面を有し、
該対向面は、面対向する前記蓄電素子の面以上の広さを有する
請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 Comprising the electricity storage element,
The main body has a facing surface facing the power storage element,
The power storage module according to any one of claims 2 to 4, wherein the facing surface has a width equal to or larger than a surface of the power storage element facing the surface.
前記ケースの外形に即して形成された枠と、
該枠内に配置された梁部と
を備える
請求項2乃至請求項5のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 The body is
A frame formed according to the outer shape of the case;
The power storage module according to any one of claims 2 to 5, further comprising a beam portion arranged in the frame.
前記補充部材は、前記蓄電素子と列をなし、該列の中央寄りに配置される
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 Comprising the electricity storage element,
The power storage module according to any one of claims 1 to 6, wherein the supplementary member forms a column with the power storage element and is disposed closer to a center of the column.
前記補充部材は、前記蓄電素子間に配置される
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 Comprising the electricity storage element,
The power storage module according to any one of claims 1 to 7, wherein the supplementary member is disposed between the power storage elements.
前記補充部材は、前記ケースから突出した前記電極端子が電気的に接続される導電部を有する
請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 A power storage element having an electrode terminal connected to the electrode body,
The power storage module according to any one of claims 2 to 6, wherein the supplementary member includes a conductive portion to which the electrode terminal protruding from the case is electrically connected.
前記流路を流れる前記冷却媒体の流れを妨げる規制部材と
を備え、
前記規制部材は、前記補充部材に隣接する前記隣接部材が形成する前記流路に設けられる
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。 An adjacent member that forms a flow path for passing a cooling medium between the storage element and the storage element;
A regulating member that prevents the flow of the cooling medium flowing through the flow path,
The power storage module according to claim 1, wherein the regulating member is provided in the flow path formed by the adjacent member adjacent to the replenishing member.
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