JP2016048634A - Power storage device, and manufacturing method of power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電素子を備える蓄電装置、この蓄電装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a power storage device including a power storage element and a method for manufacturing the power storage device.
電気自動車では容量の大きな電源が必要なため、複数の電池を備えた組電池構造体が用いられる。この種の組電池構造体は、図15に示すように、電池91と、電池91の両端に配置される一対の挟持部材92、92と、挟持部材92、92同士を接続する締結部材93と、を備える。挟持部材92と締結部材93とは、ナット94やねじ等によって締結(接合)されている。
Since an electric vehicle requires a large-capacity power source, an assembled battery structure including a plurality of batteries is used. As shown in FIG. 15, this type of assembled battery structure includes a
近年、軽量化の要請から、組電池構造体90では、挟持部材92と締結部材93との固定部位を、ナット94やねじを用いずに溶接によって接合することがある(特許文献1参照)。この溶接において、溶接面積を大きくして固定部位の接合強度を確保するため、図16に示すように、固定部位同士が重ねられた状態で、溶接部95が所定領域96を囲む環状となるように溶接される場合がある。
In recent years, due to the demand for weight reduction, in the assembled battery structure 90, the fixing portion between the
しかし、この場合、溶接部95に小さな穴が生じて(即ち、溶接欠陥が生じて)溶接部の強度が低下することがある。 However, in this case, a small hole is formed in the welded portion 95 (that is, a welding defect is generated), and the strength of the welded portion may be lowered.
具体的には、挟持部材92と締結部材93との接合される部位同士は、重ねられた状態で、該重ねられた部位において所定領域96を囲むように環状に溶接される。即ち、挟持部材92と締結部材93との固定部位において溶接部95が閉じた環状に形成される。このとき、溶接部95と、挟持部材92と締結部材93との重ねられた部位(固定部位)と、によって囲まれた領域において溶接時の熱によって空気が膨張し、溶接直後(冷えて固まる前)の溶接部95を貫通して外部に吹き出すことがあった。この場合、固まった溶接部95に穴が残り(即ち、溶接欠陥が生じ)、その結果、電池を保持する挟持部材92と締結部材93との溶接部95の強度(溶接強度)が低下する。
Specifically, the parts to be joined between the
そこで、本発明は、蓄電素子を保持する終端部材とフレームとの溶接部における溶接欠陥の少ない蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法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 device with few welding defects in a welded portion between a terminal member holding a power storage element and a frame, and a method for manufacturing the power storage device.
本発明に係る蓄電装置は、
少なくとも一つの蓄電素子と、
蓄電素子を保持する保持部材と、を備え、
保持部材は、第一方向において蓄電素子に沿って配置される終端部材と、第一方向と交差する第二方向において蓄電素子に沿って配置されるフレームと、を有し、
終端部材は、フレームと接合される固定部を有し、
フレームは、終端部材と接合される固定部を有し、
保持部材は、
終端部材の固定部とフレームの固定部とが重ねられた状態で、所定領域の周縁に沿って固定部同士が溶接された溶接部と、
終端部材の固定部、フレームの固定部、及び溶接部によって囲まれた包囲領域と該包囲領域の外部とを連通する連通部と、を有する。
The power storage device according to the present invention includes:
At least one power storage element;
A holding member for holding the electricity storage element,
The holding member has a termination member disposed along the power storage element in the first direction, and a frame disposed along the power storage element in the second direction intersecting the first direction,
The termination member has a fixing portion joined to the frame,
The frame has a fixing portion joined to the termination member,
The holding member
In a state where the fixed portion of the end member and the fixed portion of the frame are overlapped, a welded portion in which the fixed portions are welded along the peripheral edge of the predetermined region;
It has a fixed part of the end member, a fixed part of the frame, and an enclosed area surrounded by the welded part and a communicating part that communicates the outside of the enclosed area.
かかる構成によれば、該蓄電装置の製造時において終端部材の固定部とフレームの固定部とを溶接するときに、溶接部と終端部材の固定部とフレームの固定部とによって囲まれた包囲領域において空気等の気体が膨張等しても、この気体が連通部から外部に流出する。このため、前記製造時において、溶接直後の溶接部から気体が噴き出すのを防ぐことができ、これにより、前記気体の噴き出しによる穴等が溶接部に生じるのを防ぐ、即ち、溶接部の溶接欠陥を防ぐことができる。このため、品質の高い蓄電装置が得られる。 According to such a configuration, when the power storage device is manufactured, when the terminal member fixing portion and the frame fixing portion are welded, the surrounding region surrounded by the welding portion, the terminal member fixing portion, and the frame fixing portion. In this case, even if a gas such as air expands, the gas flows out from the communicating portion. For this reason, at the time of manufacturing, it is possible to prevent gas from being ejected from the welded part immediately after welding, thereby preventing the occurrence of holes or the like due to the gas jetting in the welded part, that is, welding defects in the welded part. Can be prevented. For this reason, a high-quality power storage device can be obtained.
また、溶接する部材が該部材における基材の溶融点よりも低い沸点の金属層を有していると、前記部材を溶接する際の熱によって金属層を構成する金属が蒸発(気化)する、即ち、ガスが発生する。上記の蓄電装置では、連通部が設けられているため、製造時において終端部材とフレームとを溶接するときの熱によって金属層を構成する金属が蒸発(気化)しても、この気体した金属(発生したガス)が包囲領域から外部に連通部を通じて流出する。 Further, when the member to be welded has a metal layer having a boiling point lower than the melting point of the base material in the member, the metal constituting the metal layer is evaporated (vaporized) by heat when welding the member. That is, gas is generated. In the above power storage device, since the communication portion is provided, even if the metal constituting the metal layer evaporates (vaporizes) due to heat generated when welding the termination member and the frame at the time of manufacture, the gas metal ( Generated gas) flows out from the enclosed area to the outside through the communication portion.
このため、終端部材の固定部とフレームの固定部との少なくとも一方の固定部は、終端部材の固定部とフレームの固定部とのいずれかの基材の溶融点よりも低い沸点の金属層を有していても、溶接部における気体の噴き出し(溶接欠陥)が確実に防がれる。これにより、品質の高い蓄電装置が得られる。 For this reason, at least one fixing part of the fixing part of the termination member and the fixing part of the frame has a metal layer having a boiling point lower than the melting point of the base material of either the fixing part of the termination member or the fixing part of the frame. Even if it has, the ejection of the gas (welding defect) in a welding part is prevented reliably. Thereby, a high-quality power storage device can be obtained.
連通部は、終端部材の固定部及びフレームの固定部のうちの少なくとも一方の固定部に設けられた貫通孔であって、包囲領域と該包囲領域の外部とを連通する貫通孔によって構成されていてもよい。 The communication portion is a through hole provided in at least one of the fixing portion of the termination member and the fixing portion of the frame, and is configured by a through hole that communicates the surrounding region and the outside of the surrounding region. May be.
貫通孔のような簡単な構成によって、包囲領域から気体を外部に流出させる構成が実現され、これにより、溶接欠陥の少ない蓄電装置が得られる。 With a simple configuration such as a through-hole, a configuration for allowing gas to flow out from the surrounding region is realized, whereby a power storage device with few welding defects can be obtained.
また、
溶接部は、所定領域の周縁形状の一部が開放された形状であり、
連通部は、溶接部における前記開放された部位によって構成されていてもよい。
Also,
The welded portion is a shape in which a part of the peripheral shape of the predetermined region is opened,
The communication part may be constituted by the opened part in the welded part.
このように所定領域の周縁形状の一部を開放することによっても、包囲領域から気体を外部に流出させる構成が実現され、溶接欠陥の少ない蓄電装置が得られる。 As described above, by opening a part of the peripheral shape of the predetermined region, a configuration in which gas flows out from the surrounding region is realized, and a power storage device with few welding defects can be obtained.
この場合、
所定領域の周縁形状は、対向する一対の円弧部と該円弧部の端部同士を接続する一対の直線部とを有する長円形状であり、
連通部は、直線部に設けられていることが好ましい。
in this case,
The peripheral shape of the predetermined region is an oval shape having a pair of opposing arc portions and a pair of straight portions connecting the ends of the arc portions,
It is preferable that the communication part is provided in the linear part.
かかる構成によれば、重ね合わされた終端部材の固定部とフレームの固定部とに離れる方向の力が加わったときに、溶接部の両端部が直線上で互いに対向しているため、応力が溶接部の各端部に集中することが効果的に防がれる。 According to such a configuration, when a force in a direction away from the overlapped terminal member fixing portion and the frame fixing portion is applied, both ends of the welded portion face each other in a straight line, so that stress is welded. Concentration at each end of the portion is effectively prevented.
蓄電素子は、充放電に伴って膨張、収縮する。蓄電素子が膨張すると、該蓄電素子に沿って配置される終端部材及びフレームのうちの少なくとも一方が該蓄電素子に押され、これにより、終端部材とフレームとの溶接部に対して力が加わる。この力が溶接部に対して剪断方向に加わると、該溶接部に対して圧縮方向に力が加わる場合に比べて溶接部が破断し易くなるため、溶接部における強度を十分に確保できない。 The power storage element expands and contracts with charge and discharge. When the power storage element expands, at least one of the termination member and the frame disposed along the power storage element is pushed by the power storage element, and thereby a force is applied to the welded portion between the termination member and the frame. When this force is applied to the welded portion in the shearing direction, the welded portion is easily broken as compared with a case where a force is applied to the welded portion in the compressing direction.
このため、蓄電装置において、終端部材の固定部が、フレームの固定部と蓄電素子との間に配置されることにより、蓄電素子が膨張したときに該膨張に起因して溶接部に加わる力を該溶接部を圧縮する方向とすることができ、その結果、溶接部の強度を十分に確保することができる。 For this reason, in the power storage device, when the fixing portion of the terminal member is disposed between the fixing portion of the frame and the power storage element, when the power storage element expands, the force applied to the welded portion due to the expansion is increased. The welded portion can be compressed, and as a result, the strength of the welded portion can be sufficiently ensured.
また、本発明に係る蓄電装置の製造方法は、
第一方向において蓄電素子に沿って配置される終端部材の固定部と、第一方向と交差する第二方向において蓄電素子に沿って配置されるフレームの固定部とを重ね、
終端部材の固定部とフレームの固定部との溶接部が所定領域の周縁形状の一部を開放した形状となるように、重ねられた状態の固定部における所定領域の周縁に沿って溶接し、
溶接部における開放された部位によって、終端部材の固定部、フレームの固定部、及び溶接部によって囲まれた包囲領域から該包囲領域の外部に気体が流出可能な連通部を形成する方法である。
In addition, a method for manufacturing a power storage device according to the present invention includes:
The fixing portion of the termination member arranged along the electricity storage element in the first direction and the fixing portion of the frame arranged along the electricity storage element in the second direction intersecting the first direction are overlapped,
Welding along the periphery of the predetermined region in the overlapped fixed portion so that the welded portion of the fixed portion of the terminal member and the fixed portion of the frame have a shape that opens a part of the peripheral shape of the predetermined region;
In this method, the open portion of the welded portion is used to form a communicating portion through which gas can flow out from the surrounding region surrounded by the fixing portion of the end member, the fixing portion of the frame, and the welding portion.
かかる構成によれば、溶接部と終端部材の固定部とフレームの固定部とによって囲まれた包囲領域において空気等の気体が膨張しても、連通部から外部に流出するため、溶接直後の溶接部から気体が噴き出すのを防ぐことができる。これにより、前記気体の噴き出しによる穴等が溶接部に生じるのを防ぎ、溶接部における溶接欠陥の少ない蓄電装置が得られる。 According to such a configuration, even if gas such as air expands in the surrounding region surrounded by the welded portion, the fixing portion of the termination member, and the fixing portion of the frame, the gas flows out from the communicating portion, so that welding immediately after welding is performed. It is possible to prevent gas from being ejected from the part. Thereby, it is possible to prevent a hole or the like due to the ejection of the gas from occurring in the welded portion, and to obtain a power storage device with few weld defects in the welded portion.
以上より、蓄電素子を保持する終端部材とフレームとの溶接部における溶接欠陥の少ない蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法を提供することができる。 As described above, it is possible to provide a power storage device with few welding defects in the welded portion between the terminal member holding the power storage element and the frame, and a method for manufacturing the power storage device.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the name of each component (each component) of this embodiment is a thing in this embodiment, and may differ from the name of each component (each component) in background art.
蓄電装置は、図1に示すように、蓄電素子1と、該蓄電素子1に隣り合うスペーサ2と、蓄電素子1及びスペーサ2をひとまとめに保持する保持部材3とを備える。保持部材3は、導電材料により成形される。これに伴い、蓄電装置は、蓄電素子1と保持部材3との間に配置されるインシュレータ4を備える。
As shown in FIG. 1, the power storage device includes a
蓄電素子1は、図2及び図3に示すように、正極及び負極を含む電極体と、電極体を収容するケース10と、ケース10の外面上に配置された一対の外部端子11とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ケース10は、開口を有するケース本体100と、ケース本体100の開口を閉じる蓋板101であって、外面上に一対の外部端子11が配置される蓋板101とを有する。
The
ケース本体100は、閉塞部100aと(図3参照)、該閉塞部100aを取り囲むように、該閉塞部100aの周縁に接続された筒状の胴部100bとを備える。
The case
胴部100bは、間隔をあけて互いに対向する一対の第一壁100cと、一対の第一壁100cを挟んで互いに対向する一対の第二壁100dとを備える。
The
第一壁100c及び第二壁100dのそれぞれは、矩形状に形成される。すなわち、第一壁100c及び第二壁100dのそれぞれの表面は、平坦面であり、四角形状の領域とされている。胴部100bは、角筒状に形成されている。胴部100bの一端は、閉塞部100aによって閉塞されている。これに対し、胴部100bの他端は、開口し、蓋板101によって閉塞される。
Each of the
本実施形態において、第一壁100cの表面積は、第二壁100dの表面積よりも広くなっている。これに伴い、胴部100bは、扁平角筒状に形成される。
In the present embodiment, the surface area of the
本実施形態に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子1を備える。複数の蓄電素子1のそれぞれは、一方向に整列する。本実施形態において、複数の蓄電素子1のそれぞれは、ケース10の第一壁100cを一方向に向けて整列している。蓄電装置は、隣り合う二つの蓄電素子1の外部端子11同士を電気的に接続するバスバーを備える。
なお、以下の説明において、便宜上、蓄電素子1の整列する方向をX軸方向という。また、蓄電素子1の整列する方向(X軸方向)と直交する二軸方向のうちの一つの方向をY軸方向といい、残りの一つの方向をZ軸方向ということとする。これに伴い、図1には、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のそれぞれに対応する直交三軸(座標軸)が補助的に図示されている。
The power storage device according to the present embodiment includes a plurality of
In the following description, for convenience, the direction in which the
スペーサ2は、絶縁性を有する。スペーサ2について、より具体的に説明する。蓄電装置は、上述のように、複数の蓄電素子1を備える。これに伴い、蓄電装置は、図4に示すように、2種類のスペーサ2(2A,2B)を備える。すなわち、蓄電装置は、スペーサ2として、二つの蓄電素子1間に配置されるスペーサ(以下、内部スペーサという)2Aと、複数の蓄電素子1のうちの最も端にある蓄電素子1に隣り合うスペーサ(以下、外部スペーサという)2Bとを備える。
The
内部スペーサ2Aは、図5に示すように、蓄電素子1のケース本体100に隣り合うベース20Aと、該ベース20Aに隣り合う二つの蓄電素子1の位置ずれを防止する規制部21Aとを有する。内部スペーサ2Aは、隣り合う二つの蓄電素子1の間に配置される。規制部21Aは、内部スペーサ2Aのベース20Aの各角部に形成される。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態に係る蓄電装置は、上述のように、複数の蓄電素子1を備えるため、内部スペーサ2Aは、隣り合う蓄電素子1の間のそれぞれに配置されている。すなわち、蓄電装置は、複数の内部スペーサ2Aを備える。
Since the power storage device according to this embodiment includes a plurality of
外部スペーサ2Bは、蓄電素子1(ケース本体100の第一壁100c)に対向する第一面及び該第一面とは反対側の第二面を有するベース(以下、ベースという)20Bと、該ベース20Bに隣り合う蓄電素子1の位置を決定する規制部(以下、規制部という)21Bとを有する。外部スペーサ2Bのベース20Bと、保持部材3の後述する終端部材30とは、対向する。すなわち、外部スペーサ2Bは、蓄電素子1と終端部材30との間に配置される。
The
外部スペーサ2Bは、ベース20Bに対する終端部材30の位置を決定するための軸部23Bであって、ベース20Bの第二面から突出した軸部23Bを有する。軸部23Bは、後述する終端部材30の挿込穴300aに挿通される。
The
本実施形態に係る外部スペーサ2Bは、上述のように、蓄電素子1を介して該内部スペーサと隣り合うように配置される。すなわち、蓄電装置は、一対の外部スペーサ2Bを備える。外部スペーサ2Bは、複数の蓄電素子1のうちの最も端にある蓄電素子1に隣り合う。すなわち、外部スペーサ2Bは、整列する複数の蓄電素子1を挟み込むように一対設けられる。
As described above, the
また、一対の外部スペーサ2Bのそれぞれは、上述のように、第一面が蓄電素子1のケース本体100と対向する。そのため、一対の外部スペーサ2Bのそれぞれは、互いの外部スペーサ2Bのベース20Bの第一面同士が向かい合うようにして配置されている。従って、蓄電装置において、一対の外部スペーサ2Bのそれぞれは、複数の蓄電素子1が整列する方向(以下、X軸方向とする)において互いに対称となるように配置されている。
Each of the pair of
本実施形態において、保持部材3は、金属製である。保持部材3は、図4に示すように、各外部スペーサ2Bと隣り合う位置のそれぞれに配置される一対の終端部材30と、該一対の終端部材30のそれぞれを接続するフレーム31とを備える。
In the present embodiment, the holding member 3 is made of metal. As shown in FIG. 4, the holding member 3 includes a pair of
一対の終端部材30のそれぞれは、外部スペーサ2Bと対向する第一面と、該第一面とは反対側の第二面とを有する。一対の終端部材30のそれぞれは、外部スペーサ2Bのベース20Bから延びる外部接触部24Bに当接する圧接部300を有する。
Each of the pair of
終端部材30は、X軸方向の一方側からみたときに、蓄電素子1のケース10と対応する形状(本実施形態では、矩形状)に形成されている。
終端部材30は、蓄電素子1の蓋板101と対応する位置に配置される第一端と、該第一端とは反対側の第二端(蓄電素子1の閉塞部100aと対応する位置に配置される第二端)とを有する。また、終端部材30は、蓄電素子1の一方の第二壁100dと対応する位置に配置される第三端と、該第三端とは反対側の第四端(蓄電素子1の他方の第二壁100dと対応する位置に配置される第四端)とを有する。
The
これに伴い、終端部材30は、第一端と第三端とが接続される部分である第一角部と、第一端と第四端とが接続される部分である第二角部とを有する。また、終端部材30は、第二端と第三端とが接続される部分である第三角部と、第二端と第四端とのそれぞれが接続される部分である第四角部とを有する。
Accordingly, the
終端部材30は、フレーム31と連結される複数の固定部301を有する。固定部301は、フレーム31と対向する対向面と、対向面とは反対側の面とを有する。終端部材30の固定部301は、第一角部及び第二角部にそれぞれ配置された第一固定部301aと、第三角部及び第四角部にそれぞれ配置された第二固定部301bとを有する。固定部301の対向面は、終端部材30の第二面に含まれる。
また、圧接部300は、外部スペーサ2Bの軸部23Bに対応する位置に形成される挿込穴300aを有する。
The
Moreover, the press-
フレーム31は、一対の終端部材30間に亘って延びる一対の第一接続部310であって、蓄電素子1の蓋板101と対応する位置に配置される一対の第一接続部310と、一対の終端部材30間に亘って延びる一対の第二接続部311であって、蓄電素子1の閉塞部100aと対応する位置に配置される一対の第二接続部311とを有する。
The
また、フレーム31は、第一接続部310と第二接続部311とに繋がる一対の支持部312を有する。フレーム31は、第一接続部310と第二接続部311とに繋がる補強部315を有する。フレーム31は、第二接続部311から延びる舌片部314を有する。
The
本実施形態に係るフレーム31は、第一接続部310と第二接続部311とに支持部312が繋がることによって枠体状に形成される。これに伴い、本実施形態における蓄電装置では、X軸方向と直交する方向(以下、Y軸方向とする)における蓄電素子1の一方側に配置される第一接続部310、第二接続部311、支持部312を有する部材を第一連結部材31Aとし、Y軸方向における蓄電素子1の他方側に配置される第一接続部310、第二接続部311、支持部312を有する部材を第二連結部材31Bとして以下の説明を行う場合がある。
The
補強部315は、上述のように、第一接続部310と第二接続部311とを繋いでいる。これにより、フレーム31では、補強部315によって、第一接続部310及び第二接続部311が変形することを抑えている。
The reinforcing
舌片部314は、蓄電素子1の閉塞部100aの下方に延びる。そのため、蓄電装置では、舌片部314によって、蓄電素子1が振動すること(Z軸方向で振動すること)が抑えられている。
The
一対の第一接続部310のそれぞれは、長手をなす方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。
Each of the pair of
また、一対の第一接続部310のそれぞれは、長手をなす方向に沿って屈曲している。一対の第一接続部310のそれぞれにおいて、屈曲部分を境とする一方の部分は、蓄電素子1の蓋板101と対応する位置に配置される。一対の第一接続部310のそれぞれにおいて、屈曲部分を境とする他方は、蓄電素子1の第二壁100dと対応する位置に配置される。
Moreover, each of a pair of
一対の第二接続部311のそれぞれは、長手をなす方向に第一端と該第一端とは反対側の第二端とを有する。
Each of the pair of
第二接続部311は、長手をなす方向に沿って屈曲している。そして、第二接続部311は、屈曲部分を境とする一方の部分が蓄電素子1の蓋板101と対応する位置に配置され、屈曲部分を境とする他方の部分が蓄電素子1の第二壁100dと対応する位置に配置される。
The
支持部312は、第一接続部310の第一端と第二接続部311の第一端とに繋がる第一支持部312aと、第一接続部310の第二端と第二接続部311の第二端とに繋がる第二支持部312bとを有する。
The
フレーム31は、終端部材30と連結される固定部313を有する。固定部313は、終端部材30と対向する対向面と、対向面とは反対側の面とを有する。
The
各フレーム31は、固定部313として、第一接続部310の第一端と第二端とに形成される一対の第一固定部313aと、第二接続部311の第一端と第二端とに形成される一対の第二固定部313bとを有する。
Each
一方の第一固定部313aは、一方の終端部材30の第一角部又は第二角部のいずれか一方の角部に配置された固定部301aと重なっている。他方の第一固定部313aは、他方の終端部材30の第一角部又は第二角部のいずれか他方の角部に配置された固定部301aと重なっている。
One
一方の第二固定部313bは、一方の終端部材30の第三角部又は第四角部のいずれか一方の角部に配置された固定部301bと重なっている。他方の第二固定部313bは、他方の終端部材30の第三角部又は第四角部のいずれか他方の角部に配置された固定部301bと重なっている。
The one
終端部材30の固定部301と、フレーム31の固定部313とは、それぞれの面(対向面同士)が互いに対向するように、重なっている。
The fixing
終端部材30の固定部301と、フレーム31の固定部313とは、溶接されている。即ち、保持部材3は、終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とが重ねられた状態で、所定領域の周縁に沿って固定部301,313同士が溶接された溶接部32を有する。所定領域の周縁形状は、例えば図7に示すように、対向する一対の円弧部と、該円弧部の端部同士を接続する一対の直線部と、を有する長円形状である。
The fixing
溶接では、一般的な溶接方法が採用される。例えば、溶接としては、YAGレーザーをレーザー光源として利用するレーザー溶接が採用され得る。 In welding, a general welding method is employed. For example, laser welding using a YAG laser as a laser light source can be employed as the welding.
溶接部32は、終端部材30の固定部301と、フレーム31の固定部313とがそれぞれの面(対向面同士)で重なった状態で、終端部材30又はフレーム31のいずれかの側から、レーザー光などが照射されることによって形成されている。詳しくは、上記の照射が固定部301,313の一部に行われ、照射された終端部材30の固定部301の一部と、照射されたフレーム31の固定部313の一部とがいったん溶融して混ざり合い、その後、固化することによって、溶接部32は、形成されている。
The welded
溶接部32の一部は、固定部301,313表面の平坦部分よりも、窪んでいる(いわゆるビードの形成)。図6や図7などに示す溶接部32は、溶接部32の形状を詳細に説明するために、実線によって表されている。
A part of the welded
溶接部32は、固定部301,313の厚み方向の一方側からみたときに、環状の線を描くように形成されている。環状に描かれた線の両端は、図7に示すように、非接触状態である。
The welded
終端部材30の固定部301は、図6に示すように、フレーム31の固定部313と蓄電素子1との間に配置されている。即ち、終端部材30の固定部301は、フレーム31の固定部313よりも蓄電素子1側に配置されている。
As shown in FIG. 6, the fixing
また、保持部材3は、終端部材30の固定部301、フレーム31の固定部313、及び溶接部32、によって囲まれた包囲領域Rと、該包囲領域Rの外部とを連通する連通部33を有する。連通部33は、例えば図7に示すように、長円形状の直線部に設けられている。なお、包囲領域Rは、通常、非常に狭い領域であるが、図8等においては、強調されて比較的広い領域で表されている。
In addition, the holding member 3 includes a
連通部33は、図7に示すように、所定領域の周縁形状の一部が開放された形状の溶接部32によって形成されている。即ち、連通部33は、溶接部32における開放された部位33bによって構成されている。
As shown in FIG. 7, the
終端部材30は、例えば図8に示すように、基材355と、基材355上にある金属層356であって基材355の溶融点よりも低い沸点の金属層356とを有する。
For example, as shown in FIG. 8, the
例えば、固定部301,313の金属層356は、めっき処理によって形成されためっき層である。固定部301,313の金属層356は、例えば亜鉛によって形成されている。一方、固定部301,313の基材355は、例えば、亜鉛よりも沸点の高い金属で形成されている。本実施形態の固定部301,313は、亜鉛めっき鋼板で形成されている。つまり、基材355は、鉄系合金である鋼で形成され、金属層356が亜鉛で形成されている。
For example, the
インシュレータ4は、絶縁性を有する材料で構成されている。インシュレータ4は、一対の第一接続部310のそれぞれと、スペーサ2(内部スペーサ2A及び外部スペーサ2B)との間に配置される一対の第一絶縁部40と、一対の第二接続部311のそれぞれとスペーサ2(内部スペーサ2A及び外部スペーサ2B)との間に配置される一対の第二絶縁部41とを有する。
The
インシュレータ4は、第一絶縁部40と第二絶縁部41とに繋がる第三絶縁部42を有する。さらに、インシュレータ4は、第一絶縁部40の途中位置と第二絶縁部41の途中位置とに繋がる第四絶縁部43を有する。インシュレータ4は、第二絶縁部41から延びる第五絶縁部44を有する。
The
次に、上記実施形態の蓄電装置を製造する蓄電装置の製造方法について、図9を参照しつつ説明する。 Next, a method for manufacturing a power storage device for manufacturing the power storage device of the above embodiment will be described with reference to FIG.
蓄電素子1とスペーサ2とを交互に配置し、複数の蓄電素子1をX軸方向に整列させ、整列した蓄電素子1の群をX軸方向で挟み込むように一対の終端部材30を配置し、また、整列した蓄電素子1の群をY軸方向で挟み込むように、一対のフレーム31を配置する(ステップS1)。
The
Y軸方向において蓄電素子1に沿って配置される終端部材30の固定部301と、Y軸方向と交差するX軸方向において蓄電素子1に沿って配置されるフレーム31の固定部313とを重ねる(ステップS2)。
固定部301,313同士を重ねるときに、終端部材30の固定部301を、フレーム31の固定部313と蓄電素子1との間に配置する
The fixing
When the fixing
終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313との溶接部32が所定領域の周縁形状の一部を開放した形状となるように、重ねられた状態の固定部301,313における所定領域の周縁に沿って溶接する(ステップS3)。
例えば、レーザー溶接によって、溶接部32を形成する。
Predetermined regions in the fixed
For example, the welded
溶接部32における開放された部位33bによって、終端部材30の固定部301、フレーム31の固定部313、及び溶接部32によって囲まれた包囲領域Rから該包囲領域Rの外部に気体が流出可能な連通部33を形成する(ステップS4)。
連通部33は、例えば、溶接部32が所定領域の周縁形状の一部が開放された形状となるように、溶接を行い、溶接部32における開放された部位によって形成され得る。
溶接は、所定領域の周縁形状が、本実施形態においては、対向する一対の円弧部と該円弧部の端部同士を接続する一対の直線部とを有する長円形状となるように行う。このとき、連通部33を、直線部に設ける。
Gas can flow out of the surrounding region R from the surrounding region R surrounded by the fixing
The
Welding is performed so that the peripheral shape of the predetermined region is an oval shape having a pair of opposed arc portions and a pair of linear portions connecting the ends of the arc portions in the present embodiment. At this time, the
以上のように、本実施形態の蓄電装置は、少なくとも一つの蓄電素子1と、蓄電素子1を保持する保持部材3と、を備え、保持部材3は、蓄電素子1に沿って配置される終端部材30と、フレーム31と、を有し、終端部材30は、フレーム31と接合される固定部301を有し、フレーム31は、終端部材30と接合される固定部313を有し、保持部材3は、終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とが重ねられた状態で、所定領域の周縁に沿って固定部301,313同士が溶接された溶接部32と、終端部材30の固定部301、フレーム31の固定部313、及び溶接部32によって囲まれた包囲領域Rと該包囲領域Rの外部とを連通する連通部33と、を有する。
As described above, the power storage device of the present embodiment includes at least one
上記の蓄電装置を製造する際には、該蓄電装置の製造時において終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とを溶接するときに、溶接部32と終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とによって囲まれた包囲領域Rにおいて空気等の気体が膨張等しても、この気体が連通部33から外部に流出する。このため、前記製造時において、溶接直後の溶接部32から気体が噴き出すのを防ぐことができ、これにより、前記気体の噴き出しによる穴等が溶接部32に生じるのを防ぐ、即ち、溶接部32の溶接欠陥を防ぐことができる。このため、品質の高い蓄電装置が得られる。
When manufacturing the above power storage device, when welding the fixing
上記の蓄電装置を製造する際には、溶接する部材が該部材における基材355の溶融点よりも低い沸点の金属層356を有していると、前記部材を溶接する際の熱によって金属層356を構成する金属が蒸発(気化)する、即ち、ガスが発生する。上記の蓄電装置では、連通部33が設けられているため、製造時において終端部材30とフレーム31とを溶接するときの熱によって金属層356を構成する金属が蒸発(気化)しても、この気体した金属(発生したガス)が包囲領域Rから外部に連通部33を通じて流出する。
When manufacturing the above power storage device, if the member to be welded has a
このため、終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313との少なくとも一方の固定部301,313は、終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とのいずれかの基材355の溶融点よりも低い沸点の金属層356を有していても、溶接部32における気体の噴き出し(溶接欠陥)が確実に防がれる。これにより、品質の高い蓄電装置が得られる。
For this reason, at least one of the fixing
上記の蓄電装置の溶接部32は、所定領域の周縁形状の一部が開放された形状であり、連通部33は、溶接部32における前記開放された部位33bによって構成されている。
このように所定領域の周縁形状の一部を開放することによって、包囲領域Rから気体を外部に流出させる構成が実現され、溶接欠陥の少ない蓄電装置が得られる。
The welded
As described above, by opening a part of the peripheral shape of the predetermined region, a configuration in which gas flows out from the surrounding region R is realized, and a power storage device with few welding defects is obtained.
上記の蓄電装置では、所定領域の周縁形状は、対向する一対の円弧部と該円弧部の端部同士を接続する一対の直線部とを有する長円形状であり、連通部33は、直線部に設けられている。
かかる構成によれば、重ね合わされた終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313とに離れる方向の力が加わったときに、溶接部32の両端部が直線上で互いに対向しているため、応力が溶接部32の各端部に集中することが効果的に防がれる。
In the above power storage device, the peripheral shape of the predetermined region is an oval shape having a pair of opposed arc portions and a pair of straight portions connecting the ends of the arc portions, and the
According to such a configuration, both ends of the welded
蓄電素子1は、充放電に伴って膨張、収縮する。蓄電素子1が膨張すると、該蓄電素子1に沿って配置される終端部材30及びフレーム31のうちの少なくとも一方が該蓄電素子1に押され、これにより、終端部材30とフレーム31との溶接部32に対して力が加わる。この力が溶接部32に対して剪断方向に加わると、該溶接部32に対して圧縮方向に力が加わる場合に比べて溶接部32が破断し易くなるため、溶接部32における強度を十分に確保できない。
The
このため、蓄電装置において、終端部材30の固定部301が、フレーム31の固定部313と蓄電素子1との間に配置されることにより、蓄電素子1が膨張したときに該膨張に起因して溶接部32に加わる力を、該溶接部32を圧縮する方向とすることができ、その結果、溶接部32の強度を十分に確保することができる。
For this reason, in the power storage device, the fixed
なお、本発明に係る蓄電装置、及び蓄電装置の製造方法は、上記の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において種々の変更が行われることは勿論である。 Note that the power storage device and the method for manufacturing the power storage device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various changes are naturally made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態において、溶接部32の形状(所定領域の周縁に沿った形状)は、図7に示すように、長円形状である。しかしながら、溶接部32の形状は、長円形状に限定されず、例えば、真円形状、楕円形状、又は多角形状であってもよい。
In the said embodiment, the shape (shape along the periphery of a predetermined area | region) of the
上記実施形態において、溶接部32の形状は、所定領域の周縁形状の一部が外側へはみ出ることによって開放された形状であった。しかしながら、溶接部32の形状は、図10に示すように所定領域の周縁形状の一部が内側へ入り込むことによって開放された形状であってもよく、また、図11に示すように、所定領域の周縁形状の一部が単にとぎれることによって開放された形状であってもよい。
In the said embodiment, the shape of the
上記実施形態において、連通部33は、長円形状の溶接部32の直線部分に設けられている。しかしながら、連通部33は、図12に示すように、長円形状の溶接部32の曲線部分に設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上記実施形態において、終端部材30の固定部301とフレーム31の固定部313との少なくとも一方の固定部301,313は、上記の金属層356を有していたが、固定部301,313は、金属層356を有していなくてもよい。
In the above embodiment, at least one of the fixing
上記実施形態において、連通部33は、溶接部32における開放された部位33bによって構成されていた。しかしながら、連通部33は、貫通孔33aによって構成され、溶接部32に開放された部位33bがなくてもよい。即ち、溶接部32は、固定部301,313の厚み方向の一方側からみたときに、閉じた環状の線を描くように形成されていてもよい。
詳しくは、連通部33は、例えば図13、図14に示すように、終端部材30の固定部301及びフレーム31の固定部313のうちの少なくとも一方の固定部301,313に設けられた貫通孔33aであって、包囲領域Rと該包囲領域Rの外部とを連通する貫通孔33aによって構成されていてもよい。
貫通孔33aは、終端部材30の固定部301、及び、フレーム31の固定部313の少なくともいずれか一方に設けられ得る。貫通孔33aは、終端部材30の固定部301、及び、フレーム31の固定部313の少なくともいずれか一方を、厚み方向に貫通している。
連通部33が貫通孔33aによって構成されていることにより、貫通孔33aのような簡単な構成によって、包囲領域Rから気体を外部に流出させる構成が実現され、これにより、溶接欠陥の少ない蓄電装置が得られる。
In the above embodiment, the
Specifically, for example, as shown in FIGS. 13 and 14, the
The through
Since the
上記実施形態において、貫通孔33aは、固定部301,313の厚み方向の一方側からみたときに、円形に形成されていたが、矩形状などの円形以外の形状に形成されていてもよい。
In the above embodiment, the through
上記実施形態において、連通部33は、1つの貫通孔33aや溶接部32における1つの開放された部位33bによって構成されていた。しかしながら、連通部33は、複数の貫通孔33aによって構成されていてもよい。また、連通部33は、溶接部32における複数の開放された部位33bによって構成されていてもよい。
In the above embodiment, the
1:蓄電素子、
10:ケース、 11:外部端子、
2:スペーサ、
2A:内部スペーサ、 2B:外部スペーサ、
3:保持部材、
30:終端部材、301:終端部材の固定部、
31:フレーム、313:フレームの固定部、
32:溶接部、
33:連通部、
33a:貫通孔、 33b:溶接部における開放された部位、
355:基材、 356:金属層
4:インシュレータ
R:周囲領域。
1: electricity storage element,
10: Case, 11: External terminal,
2: Spacer,
2A: inner spacer, 2B: outer spacer,
3: Holding member,
30: Termination member, 301: Fixing part of termination member,
31: Frame, 313: Fixed part of frame,
32: welded part,
33: Communication part
33a: a through hole, 33b: an open part in the weld,
355: Base material, 356: Metal layer 4: Insulator R: Surrounding area.
Claims (7)
前記蓄電素子を保持する保持部材と、を備え、
前記保持部材は、第一方向において前記蓄電素子に沿って配置される終端部材と、第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子に沿って配置されるフレームと、を有し、
前記終端部材は、前記フレームと接合される固定部を有し、
前記フレームは、前記終端部材と接合される固定部を有し、
前記保持部材は、
前記終端部材の固定部と前記フレームの固定部とが重ねられた状態で、所定領域の周縁に沿って前記固定部同士が溶接された溶接部と、
前記終端部材の固定部、前記フレームの固定部、及び前記溶接部によって囲まれた包囲領域と該包囲領域の外部とを連通する連通部と、を有する、蓄電装置。 At least one power storage element;
A holding member for holding the power storage element,
The holding member has a termination member disposed along the power storage element in a first direction, and a frame disposed along the power storage element in a second direction intersecting the first direction,
The termination member has a fixing portion joined to the frame,
The frame has a fixing portion to be joined to the terminal member,
The holding member is
In a state where the fixed portion of the termination member and the fixed portion of the frame are overlapped, a welded portion in which the fixed portions are welded along the periphery of the predetermined region;
A power storage device comprising: a fixing portion of the termination member; a fixing portion of the frame; and an enclosure region surrounded by the welded portion and a communication portion communicating the outside of the enclosure region.
前記連通部は、前記溶接部における前記開放された部位によって構成されている、請求項1又は2に記載の蓄電装置。 The welded portion has a shape in which a part of the peripheral shape of the predetermined region is opened,
The power storage device according to claim 1, wherein the communication portion is configured by the opened portion in the weld portion.
前記連通部は、前記直線部に設けられている、請求項4に記載の蓄電装置。 The peripheral shape of the predetermined region is an oval shape having a pair of opposing arc portions and a pair of straight portions connecting the ends of the arc portions,
The power storage device according to claim 4, wherein the communication part is provided in the straight line part.
前記終端部材の固定部と前記フレームの固定部との溶接部が所定領域の周縁形状の一部を開放した形状となるように、前記重ねられた状態の固定部における前記所定領域の周縁に沿って溶接し、
前記溶接部における前記開放された部位によって、前記終端部材の固定部、前記フレームの固定部、及び前記溶接部によって囲まれた包囲領域から該包囲領域の外部に気体が流出可能な連通部を形成する、蓄電装置の製造方法。 The fixing portion of the termination member arranged along the electricity storage element in the first direction and the fixing portion of the frame arranged along the electricity storage element in the second direction intersecting with the first direction,
Along the periphery of the predetermined region in the overlapped fixed portion so that the welded portion between the fixed portion of the termination member and the fixed portion of the frame has a shape in which a part of the peripheral shape of the predetermined region is opened. Welding
The open portion of the welded portion forms a fixed portion of the end member, a fixed portion of the frame, and a communication portion that allows gas to flow out of the enclosed region surrounded by the welded portion. A method for manufacturing a power storage device.
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