JP2017069071A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単電池を備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device including a plurality of unit cells.
従来より、複数の単電池を並べた状態で備える蓄電装置が知られている。例えば特許文献1に記載された蓄電装置の場合、複数の単電池が枠状のベース部上に並べられている。その複数の単電池は、枠状のベース部の開口部を通過する気流によって冷却される。 Conventionally, a power storage device including a plurality of unit cells arranged in a line is known. For example, in the case of the power storage device described in Patent Document 1, a plurality of single cells are arranged on a frame-shaped base portion. The plurality of single cells are cooled by the airflow passing through the opening of the frame-like base portion.
ところで、近年、車両などの移動体に搭載する蓄電装置として、より多くの単電池を有する、すなわち容量がより大きい蓄電装置が所望されている。しかし、移動体に搭載する蓄電装置の場合、剛性が必要である。したがって、より多くの単電池を蓄電装置が備える場合、蓄電装置はより高い剛性が必要である。しかし、蓄電装置の剛性を高めると、蓄電装置の重量が増加する。 By the way, in recent years, as a power storage device mounted on a moving body such as a vehicle, a power storage device having more single cells, that is, a larger capacity is desired. However, in the case of a power storage device mounted on a moving body, rigidity is necessary. Therefore, when a power storage device includes more cells, the power storage device needs higher rigidity. However, increasing the rigidity of the power storage device increases the weight of the power storage device.
そこで、本発明は、複数の単電池を備える蓄電装置について、重量増加を抑制しつつより高い剛性を実現することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to achieve higher rigidity of a power storage device including a plurality of single cells while suppressing an increase in weight.
上記技術課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
ベース部と、
ベース部上に並ぶ複数の単電池と、を有し、
ベース部が、
複数の単電池が並べられる電池保持部と、
電池保持部から反単電池側に突出する第1のリブと、を備え、
ベース部の電池保持部に、開口が形成されている、蓄電装置が提供される。
In order to solve the above technical problem, according to one aspect of the present invention,
A base part;
A plurality of single cells arranged on the base portion,
The base is
A battery holding section in which a plurality of single cells are arranged;
A first rib projecting from the battery holding part to the anti-cell side,
A power storage device is provided in which an opening is formed in a battery holding portion of a base portion.
このような本発明の第1の態様によれば、第1のリブを備えることにより、軽量で且つ高い剛性を持ち、また単電池を冷却するための開口を備えるベース部を実現することができる。その結果、ベース部を備える蓄電装置について、重量増加を抑制しつつ、より高い剛性を実現することができる。なお、第1のリブは、放熱フィンの役割もする。すなわち、単電池ベース部に伝達された熱を外部に放出する役割をする。それにより、単電池を冷却することができる。また、第1のリブがベース部の電池保持部から反単電池側に突出しているため、複数の単電池の電池保持部上での配置自由度が高い。そのために、電池保持部上に配置できる単電池の個数またはそのサイズが増加する。したがって、蓄電装置のエネルギ密度が増加する。 According to the first aspect of the present invention as described above, by providing the first rib, it is possible to realize a base portion that is lightweight and has high rigidity and that includes an opening for cooling the unit cell. . As a result, the power storage device including the base portion can achieve higher rigidity while suppressing an increase in weight. The first rib also functions as a heat radiating fin. That is, it plays a role of releasing heat transferred to the cell base portion to the outside. Thereby, the unit cell can be cooled. Moreover, since the 1st rib protrudes from the battery holding part of a base part to the anti-cell cell side, the freedom degree of arrangement | positioning on the battery holding part of several cell is high. Therefore, the number of single cells that can be arranged on the battery holding portion or the size thereof increases. Therefore, the energy density of the power storage device increases.
本発明の第2の態様によれば、
第1のリブが切り起こしであって、
開口がその切り起こしによって形成された貫通穴である、第1の態様の蓄電装置が提供される。
According to a second aspect of the invention,
The first rib is cut and raised,
A power storage device according to a first aspect is provided in which the opening is a through hole formed by cutting and raising the opening.
このような本発明の第2の態様によれば、第1のリブと開口とを同時に作成することができる。また、第1のリブが、開口内に気流を導くガイドとして機能する。 According to such a 2nd aspect of this invention, a 1st rib and opening can be created simultaneously. Further, the first rib functions as a guide for guiding the airflow into the opening.
本発明の第3の態様によれば、
ベース部が電池保持部の周縁に沿って設けられて反単電池側に突出する枠状の第2のリブを備える、第1または第2の態様の蓄電装置が提供される。
According to a third aspect of the invention,
Provided is a power storage device according to the first or second aspect, in which a base portion is provided along a peripheral edge of a battery holding portion and includes a frame-shaped second rib projecting toward the anti-unit cell side.
このような本発明の第3の態様によれば、さらにベース部の剛性が向上し、それにより蓄電装置の剛性も向上する。 According to such a third aspect of the present invention, the rigidity of the base portion is further improved, thereby improving the rigidity of the power storage device.
本発明の第4の態様によれば、
ベース部の第1のリブと第2のリブが同一の突出高さを備える、第3の態様の蓄電装置が提供される。
According to a fourth aspect of the invention,
A power storage device according to a third aspect is provided in which the first rib and the second rib of the base portion have the same protruding height.
このような本発明の第4の態様によれば、ベース部の電池保持部に並べられた複数の単電池の重量を第1のリブと第2のリブの両方で支えることができる。 According to such a 4th aspect of this invention, the weight of the several cell arranged in the battery holding part of the base part can be supported by both the 1st rib and the 2nd rib.
本発明の第5の態様によれば、
第1のリブが第2のリブに囲まれた電池保持部の部分の中央に位置する、第3または第4の態様の蓄電装置が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention,
The power storage device according to the third or fourth aspect is provided in which the first rib is located at the center of the portion of the battery holding portion surrounded by the second rib.
このような本発明の第5の態様によれば、大きいたわみやすいベース部の電池保持部の部分の中央に第1のリブが位置することにより、その大きなたわみの発生を抑制することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the first rib is positioned at the center of the battery holding portion of the base portion that is easy to bend, the occurrence of the large deflection can be suppressed.
本発明の第6の態様によれば、
開口が、複数の単電池の間の複数の隙間それぞれに対向するように、ベース部の電池保持部に形成されている、第1から第5の態様のいずれか一の蓄電装置が提供される。
According to a sixth aspect of the present invention,
A power storage device according to any one of the first to fifth aspects is provided, wherein the opening is formed in the battery holding portion of the base portion so as to face each of the plurality of gaps between the plurality of single cells. .
このような本発明の第6の態様によれば、単電池を冷却するための開口が、を複数の単電池の間の複数の隙間それぞれに対向するベース部の位置にピンポイントに設けられる。それにより、ベース部への開口部の形成を最小限に抑制することができ、その結果としてベース部の剛性を十分に確保することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the opening for cooling the unit cell is provided at the pin point at the position of the base portion facing each of the plurality of gaps between the plurality of unit cells. Thereby, formation of the opening part in a base part can be suppressed to the minimum, and the rigidity of a base part can fully be ensured as a result.
本発明の第7の態様によれば、
開口が、その長手方向が単電池の長手方向と平行になるように形成されている、第6の態様の蓄電装置が提供される。
According to a seventh aspect of the present invention,
A power storage device according to a sixth aspect is provided in which the opening is formed so that the longitudinal direction thereof is parallel to the longitudinal direction of the unit cell.
このような本発明の第7の態様によれば、ベース部の開口の長手方向が単電池の長手方向、すなわち単電池間の隙間の長手方向に対して平行ではなくねじれの位置関係にある場合に比べて、ベース部の開口を通過した気流の多くが、単電池間の隙間に流入する。その結果として、単電池の冷却性が向上する。 According to the seventh aspect of the present invention, the longitudinal direction of the opening of the base portion is not parallel to the longitudinal direction of the unit cells, that is, the longitudinal direction of the gap between the unit cells, but is in a twisted positional relationship. Compared to the above, most of the airflow that has passed through the opening of the base portion flows into the gaps between the cells. As a result, the cooling performance of the unit cell is improved.
本発明の第8の態様によれば、
ベース部の電池保持部に並べられた複数の単電池を覆うカバー部を有し、
カバー部がベース部の複数の開口と対向する複数の開口を備える、第6または第7の態様の蓄電装置が提供される。
According to an eighth aspect of the present invention,
Having a cover that covers a plurality of cells arranged in the battery holder of the base,
The power storage device according to the sixth or seventh aspect is provided in which the cover portion includes a plurality of openings facing the plurality of openings of the base portion.
このような本発明の第8の態様によれば、単電池の間の隙間に、ベース部の開口からカバー部の開口に向かう気流を発生させることが可能になる。この気流によって単電池それぞれを冷却することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to generate an air flow from the opening of the base portion toward the opening of the cover portion in the gap between the single cells. Each cell can be cooled by this air flow.
本発明の第9の態様によれば、
カバー部の開口の開口面積がベース部の開口の開口面積に比べて小さい、第8の態様の蓄電装置が提供される。
According to a ninth aspect of the present invention,
The power storage device according to the eighth aspect is provided in which the opening area of the opening of the cover portion is smaller than the opening area of the opening of the base portion.
このような本発明の第9の態様によれば、ベース部の開口を通過した気流の一部がすぐにカバー部の開口を介して外部に出ずに、単電池の周りに流れる。その結果、単電池がより冷却される。 According to the ninth aspect of the present invention, a part of the airflow that has passed through the opening in the base portion flows around the unit cell without immediately going outside through the opening in the cover portion. As a result, the unit cell is further cooled.
本発明によれば、第1のリブを備えることにより、軽量で且つ高い剛性を持ち、また単電池を冷却するための開口を備えるベース部を実現することができる。その結果、ベース部を備える蓄電装置について、重量増加を抑制しつつ、より高い剛性を実現することができる。 According to the present invention, by providing the first rib, it is possible to realize a base portion that is lightweight and has high rigidity and that includes an opening for cooling the unit cell. As a result, the power storage device including the base portion can achieve higher rigidity while suppressing an increase in weight.
以下、本発明の一実施の形態に係る蓄電装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1Aおよび図2は、本発明の一実施の形態に係る蓄電装置の斜視図である。図3は、蓄電装置の分解図である。なお、発明を理解しやすくするために、互いに直交し合うX軸、Y軸、およびZ軸からなるX−Y−Z座標系が定義されている。X軸方向は蓄電装置における幅方向を示し、Y軸方向は奥行き方向を示し、Z軸方向は高さ方向を示している。また、本明細書において、「上側」および「下側」は、図面において「上側」および「下側」を示すものであって、「下側」要素の上方に「上側」要素が必ず存在する状態で本発明に係る蓄電装置が使用されることに限定するものではない。 1A and 2 are perspective views of a power storage device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exploded view of the power storage device. In order to facilitate understanding of the invention, an XYZ coordinate system including an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is defined. The X-axis direction indicates the width direction in the power storage device, the Y-axis direction indicates the depth direction, and the Z-axis direction indicates the height direction. Further, in this specification, “upper side” and “lower side” indicate “upper side” and “lower side” in the drawings, and an “upper side” element always exists above the “lower side” element. The power storage device according to the present invention is not limited to being used in the state.
図1〜図3に示すように、蓄電装置10は、略直方体形状であって、その内部に電池モジュール12を有する。蓄電装置10は、例えば、回生エネルギを電気として蓄えるために、複数基並べて鉄道車両の下部に搭載される。
As shown in FIGS. 1-3, the
図3に示すように、電池モジュール12は、複数の単電池14から構成されている。本実施の形態の場合、12個の単電池14が二列で奥行き方向(Y軸方向)に並ぶことにより、電池モジュール12が構成されている。
As shown in FIG. 3, the
図4は、電池モジュール12の分解図である。図4に示すように、単電池14それぞれは、概ね直方体形状であって、外部端子としての正極端子14aおよび負極端子14bを、高さ方向(Z軸方向)の一方側の端面(上側端面)14cに備える。また、幅方向(X軸方向)、奥行き方向(Y軸方向)、および高さ方向(Z軸方向)のサイズにおいて、幅方向のサイズが最も大きく、奥行き方向のサイズが最も小さい。
FIG. 4 is an exploded view of the
図4および図5に示すように、電池モジュール12において、複数の単電池14は、電気的に直列に接続され、直列回路を構成する。具体的には、複数の単電池14の正極端子14aおよび負極端子14bそれぞれは、銅材料などで作製された金属プレート16を介して隣接する他の単電池14の正極端子14aおよび負極端子14bに電気的に接続されている。電池モジュール12の直列回路において末端それぞれに位置する一方の単電池14(14A)の負極端子14bと他方の単電池14(14B)の正極端子14aには、蓄電装置10の外部の装置(例えば他の蓄電装置10)と電気的に接続するための取り出し端子18が取り付けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, in the
図3〜図7に示すように、単電池14それぞれの正極端子14aおよび負極端子14bは、第1のキャップ20によって覆われて保護されている。具体的には、第1のキャップ20は、樹脂材料から作製され、単電池14それぞれに2つずつ設けられている。一方の第1のキャップ20は、正極端子14a側の単電池14の角部を覆うように該角部に装着されている。他方の第1のキャップ20は、負極端子14b側の単電池14の角部を覆うように該角部に装着されている。なお、単電池14それぞれに装着される2つの第1のキャップ20は別体であるが、一体であってもよい。
As shown in FIGS. 3 to 7, the positive terminal 14 a and the
図3〜図7に示すように、個々の単電池14には、正極端子14aおよび負極端子14bが設けられた高さ方向(Z軸方向)の一方側の端部(上側端部)とは反対側の単電池14の他方側の端部(下側端部)に、第2のキャップ22がそれぞれ装着されている。
As shown in FIG. 3 to FIG. 7, each
第2のキャップ22は、第1のキャップ20と同様に樹脂材料から作製されている。しかし、第2のキャップ22は、第1のキャップ20と異なり、単電池14の下側端部を幅方向(X軸方向)および奥行き方向(Y軸方向)全体にわたって覆う。なお、この第2のキャップ22のさらなる詳細については後述する。
Similar to the
図1〜図3に示すように、蓄電装置10は、複数の単電池14(電池モジュール12)を保持するベース部24と、ベース部24に保持された複数の単電池14を覆うカバー部26とを有する。本実施の形態の場合、複数の単電池14(電池モジュール12)は、ベース部24とカバー部26とに挟持(保持)されている。このベース部24とカバー部26は、その幅方向(X軸方向)の両端がサイド部28、30に固定されることによって該サイド部28、30に支持されている。
As illustrated in FIGS. 1 to 3, the
カバー部26は、例えば金属薄板を板金プレス加工することによって形成された部材であって、単電池14それぞれに装着された状態の第1のキャップ20を保持する。具体的には、第1のキャップ20それぞれには、高さ方向(Z軸方向)に突出する円柱状の係合部20aが設けられている。一方、カバー部26には、複数の第1のキャップ20それぞれの係合部20aが挿通可能な複数の係合穴26aが形成されている。
The
ベース部24は、例えば金属薄板を板金プレス加工することによって形成された部材であって、単電池14それぞれに装着された状態の第2のキャップ22を保持する。具体的には、図2、図6〜図9に示すように、特に図9に示すように、単電池14の高さ方向(Z軸方向)の下側端部(正極端子14aおよび負極端子14bが設けられている上側端部とは反対側の端部)に対向する第2のキャップ22の底部22aに、高さ方向に突出する円柱状の2つの係合部22bが設けられている。一方、図2、図10〜図11に示すように、ベース部24は、複数の単電池14を保持する電池保持部24aに、複数の第2のキャップ22それぞれの係合部22bが挿通可能な複数の係合穴24bを備える。
The
第1のキャップ20それぞれの係合部20aがカバー部26の係合穴26aに挿通され、且つ、第2のキャップ22それぞれの係合部22bがベース部24の係合穴24bに挿通される。それにより、第1のキャップ20および第2のキャップ22が装着された状態の単電池14は、カバー部26とベース部24とによって挟持される。
Each engaging
なお、複数の単電池14を第2のキャップ22を介して保持するベース部24は、蓄電装置10の基台として機能し、蓄電装置10全体の剛性に大きく関与する。したがって、ベース部24は、その変形を抑制するように構成されている。
Note that the
具体的には、図3、図10、および図11に示すように、ベース部24は、複数の単電池14を保持する電池保持部24aの周縁から反単電池側(単電池14が存在しない側)に突出する枠状の第2のリブ24cと、第2のリブ24cに囲まれた電池保持部24aの部分から反単電池側に突出する第1のリブ24dとを備える。例えば、第2のリブ24cは、金属薄板の周縁を折り曲げて起こすことによって形成される。また例えば、第1のリブ24dは、切り起こしによって形成される。
Specifically, as shown in FIGS. 3, 10, and 11, the
枠状の第2のリブ24cとその内側に設けられた第1のリブ24dとにより、電池保持部24a上の複数の単電池14の重量によるベース部24のたわみ変形が抑制されるとともに、ベース部24を軽量化することができる(リブ24c、24dがない場合に比べて)。
The frame-shaped
第1のリブ24dおよび第2のリブ24cを設けることなくベース部24を構成する場合、そのベース部24は、複数の単電池14の重量によって変形しない厚みを備える金属板で作成する必要がある。しかし、その場合、ベース部24の重量が増加し、結果として蓄電装置10の重量が増加する。重量が増加した蓄電装置10は、車両などの移動体に搭載するのには適さない。
When the
一方、第1のリブ24dおよび第2のリブ24cを設けることにより、ベース部24を軽量な金属薄板で作成し、複数の単電池14の重量に対して十分な剛性(たわみ剛性および曲げ剛性)を確保することができる。また、図2に示すように、複数の貫通穴(係合穴24bおよび後述する通風口(開口)24e)が形成されているベース部24の剛性を向上させることができる。それにより、車両などの移動体への搭載に適した、剛性が高く且つ軽量な蓄電装置10を実現することができる。
On the other hand, by providing the
なお、図11に示すように、第1のリブ24dは、大きくたわみやすい第2のリブ24cに囲まれたベース部24の部分の中央に設けられるのが好ましい。また、ベース部24が一方向に長い場合、第1のリブ24dはベース部24の長手方向に延在するのが好ましい。本実施の形態の場合、第1のリブ24dは、幅方向(X軸方向)に延在している。
As shown in FIG. 11, the
また、蓄電装置10が平面上に載置されて使用される場合、枠状の第2のリブ24cとその内側に設けられた第1のリブ24dは、電池保持部24aからの突出高さが等しいのが好ましい。これにより、ベース部24の電池保持部24a上の複数の単電池14の重量を第2のリブ24cだけでなく、第1のリブ24dでも支えることができる。その結果、ベース部24の変形をより抑制することができる。
Further, when the
さらにまた、第1のリブ24dおよび第2のリブ24cは、ベース部234の変形を抑制するだけでなく、放熱フィンの役割もする。すなわち、単電池14からベース部24に伝達された熱を外部に放出する役割をする。それにより、ベース部24は、放熱性に優れたヒートシンクとして機能し、単電池14を冷却することができる。
Furthermore, the
加えて、第1のリブ24dがベース部24の電池保持部24aから反単電池側(単電池14が存在しない側)に突出しているため、複数の単電池14の電池保持部24a上での配置自由度が高い(第1のリブ24dが単電池側に突出する場合に比べて)。また、そのために、電池保持部24a上に配置できる単電池14の個数またはそのサイズが増加する。したがって、蓄電装置10のエネルギ密度が増加する。
In addition, since the
さらに、第1および第2のキャップ20、22が装着された状態の単電池14をベース部24に取り付けるときに、その単電池14が倒れないように第2のキャップ22は構成されている。
Furthermore, the
具体的には、単電池14が傾いても第2のキャップ22の係合部22bがベース部24の係合穴24bから抜け出ないように、第2のキャップ22の係合部22bは十分な高さ(高さ方向(Z軸方向)のサイズ))を備える。これにより、第2のキャップ22が装着された状態の単電池14をベース部24上に取り付けるときに、その単電池14が既にベース部24に取り付け済みの単電池14に接触しても、その既に取り付け済みの単電池14が倒れることがなくなる。その結果、蓄電装置10の組み立て性が向上する。
Specifically, the
さらにまた、図1に示すように、サイド部30には、蓄電装置10の状態を監視する監視モジュール32が取り付けられている。監視モジュール32は、例えば電池モジュール12の単電池14のいずれかに取り付けられたセンサ(図示せず)を介して、単電池14の温度および電圧を監視するように構成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 1, a
加えて、図3に示すように、サイド部28、30は、ベース部24およびカバー部26を支持するとともに、複数の断熱板34を支持する。
In addition, as shown in FIG. 3, the
具体的には、断熱板34は、幅方向(X軸方向)の両端がサイド部28、30によって支持され、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う単電池14間の隙間に配置される。
この断熱板34により、隣接する単電池14からの放熱を原因とする単電池14の温度上昇が抑制される。
Specifically, the
By this
単電池14の温度に関連して、図1および図3に示すように、単電池14を冷却するための気流が通過する幅方向(X軸方向)に長いスロット状の複数の通風口(開口)26bがカバー部26に形成されている。
In relation to the temperature of the
また、図2および図3に示すように、同様に、ベース部24にも、幅方向(X軸方向)に長いスロット状の複数の通風口24eが形成されている。
Similarly, as shown in FIGS. 2 and 3, the
図12は、蓄電装置10の概略的な断面図である。図12に示すように、カバー部26の通風口26bは、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う単電池14の間の隙間に対向するようにカバー部26に形成されている。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of the
一方、ベース部24の通風口24eは、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う単電池14に装着された第2のキャップ22の間の隙間に対向するベース部24の位置に形成されている。したがって、カバー部26の通風口26bとベース部24の通風口24eは、高さ方向(Z軸方向)に対向する。
On the other hand, the
カバー部26の通風口26bとベース部24の通風口24eとにより、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う単電池14の間の隙間に、ベース部24の通風口24eからカバー部26の通風口26bに向かう気流F(発生)を発生させることが可能になる。
Due to the
例えば、蓄電装置10が鉄道車両の下部に取り付けられる場合、走行風がベース部24の通風口24eを介して流入し、単電池14間の隙間を通過し、そしてカバー部26の通風口26bを介して流出する。この場合、走行風をベース部24の通風口24eに導くダクトなどのガイド手段(図示せず)が蓄電装置10に設けられる。
For example, when the
このようなカバー部26の通風口26bとベース部24の通風口24eとにより、蓄電装置10内の単電池14それぞれを気流Fによって冷却することができる。また、複数の単電池14の間の複数の隙間、すなわち複数の第2のキャップ22の間の複数の隙間に対向する位置に、ピンポイントに通風口24eをベース部24に形成することにより、ベース部24の剛性の低下を抑制することができる。すなわち、ベース部24に形成される開口部を最小限におさえ、それによりベース部24の剛性の低下が抑制される(剛性が十分に確保される)。
Each of the
なお、ベース部24の通風口24eの一部は、第1のリブ24dを切り起こしによって形成するときに生じる貫通穴で構成されている。これにより、ベース部24において、通風口24eと第1のリブ24dを同時に作成することができる。また、第1のリブ24dが、その対応する通風口24e内に気流Fを導くガイドとして機能する。その結果、通風口24eに対向する単電池14の間の隙間に多くの気流Fが流入し、それらの単電池14が効率よく冷却される。
In addition, a part of the
また、蓄電装置10(すなわちベース部24)を裏側から見た図13に示すように、ベース部24に形成された複数の通風口24eは、ベース部24の長手方向(すなわち幅方向(X軸方向))に互いに対向しないように該ベース部24に形成されている。言い換えると、複数の通風口24eは、それぞれの奥行き方向(Y軸方向)の位置が異なる。
Further, as shown in FIG. 13 when the power storage device 10 (that is, the base portion 24) is viewed from the back side, the plurality of
具体的に説明すると、図3に示すように、複数の単電池14は、二列で奥行き方向(Y軸方向)に並んでいる。したがって、その単電池14の間の隙間に気流Fを発生させるためのベース部24の通風口24eも二列で奥行き方向に並んでいる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the plurality of
このとき、一方の列(図中左側の列)の通風口24eと他方の列(図中右側の列)の通風口24eとが幅方向(X軸方向)に並ぶと、その間のベース部24の部分に応力が集中し、その部分でベース部24が変形するまたは破損する可能性がある。
At this time, when the
このような応力集中を緩和するために、図13に示すように、一方の列の通風口24eと他方の列の通風口24eとが幅方向(X軸方向)に対向しないように、複数の通風口24eはベース部24に形成されている。具体的には、図13に示すように、隣接し合う第2のキャップ22の間の隙間に対して通風口24eの奥行き方向(Y軸方向)の中心がずれ、且つ、一方の列の通風口24eと他方の列の通風口24eとが互いに逆方向にずれている。
In order to alleviate such stress concentration, as shown in FIG. 13, a plurality of
さらに、ベース部24の通風口24eは、図2に示すように、その長手方向(X軸方向)が単電池14の長手方向(X軸方向)と平行になるようにベース部24に形成されている。すなわち、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う単電池14間の隙間の長手方向と、通風口24eの長手方向が平行である。これにより、通風口24eを通過した気流Fの多くが、奥行き方向に隣接し合う単電池14の間の隙間の流入し、単電池14が効率よく冷却される(通風口24eの長手方向が奥行き方向に対向し合う単電池14間の隙間の長手方向に対してねじれの位置関係にある場合に比べて)。
Further, as shown in FIG. 2, the
コンパクトな蓄電装置10を実現するためには、複数の単電池14は、可能な限り密に並べるのが好ましい。ただし、複数の単電池14を密に並べると、それらに装着された第2のキャップ22の間の隙間が狭くなる。その結果、単電池14の間の隙間を通過する気流Fの流量が減少し、単電池14の冷却性が低下する。
In order to realize the compact
その対処として、図8に示すように、第2のキャップ22それぞれには、第1の凹部22cと第2の凹部22dとが形成されている。
As a countermeasure, as shown in FIG. 8, each of the second caps 22 is formed with a
なお、本明細書で言う第2のキャップ22の「凹部」は、第2のキャップ22の外側表面から窪んだ部分を言い、外側表面から内側表面に至る貫通部も含まれる。
The “recessed portion” of the
図8に示すように、第1および第2の凹部22c、22dは、奥行き方向(Y軸方向)に対向し合う側壁部22e、22fそれぞれに形成されている。また、第1の凹部22cは切り込み状であって、第2の凹部22dは貫通穴状である。
As shown in FIG. 8, the first and
具体的には、奥行き方向(Y軸方向)に隣接し合う第2のキャップ22の断面図である図14に示すように、第1の凹部22cは、第2のキャップ22の開口端22gから高さ方向(Z軸方向)の概ね中央部まで延在するように開口端22gから側壁部22eを切り込んで形成されている。すなわち、第1の凹部22cは、隣接し合う単電池14間の隙間に連通している。
Specifically, as shown in FIG. 14, which is a cross-sectional view of the
一方、第2の凹部22dは、第2のキャップ22の底部22aから高さ方向(Z軸方向)の概ね中央部まで延在するように側壁部22fを貫通して形成されている。言い換えると、第2の凹部22dは、図8に示すように、第2のキャップ22の開口端22gから底部22aまで切り込み、その切り込みと開口端22gとに挟まれた2つの角部を幅方向(X軸方向)に延在する橋渡し部22jで連結することによって形成される貫通穴状である。すなわち、第2の凹部22dは、キャップ22の底部22aに連通している。
On the other hand, the
したがって、第1の凹部22cの一部と第2の凹部22dの一部とが、第2のキャップ22の高さ方向(Z軸方向)の概ね中央位置で奥行き方向(Y軸方向)に対向している。
Accordingly, a part of the
図12および図14に示すように、このような第1および第2の凹部22c、22dを備える複数の第2のキャップ22を奥行き方向(Y軸方向)に並べると、隣接し合う第2のキャップ22の一方の第1の凹部22cと他方の第2の凹部22dとが部分的に対向する。本実施の形態の場合、具体的には、第2のキャップ22の高さ方向(Z軸方向)の概ね中央位置で、一方の第2のキャップ22の第1の凹部22cと他方の第2のキャップ22の第2の凹部22dとが対向する。
As shown in FIG. 12 and FIG. 14, when a plurality of
図14に示すように、一方の第2のキャップ22の第1の凹部22cと他方の第2のキャップ22の第2の凹部22dとが対向することにより、これらの第2のキャップ22の間に高さ方向(Z軸方向)に延在する気流F(破線)の流路が構成される。すなわち、隣接し合う単電池14間の隙間に連通し、且つ、第2のキャップ22の底部22aに連通する気流Fの流路が形成される。気流Fは、他方の第2のキャップ22の第2の凹部22d内を通過した後、一方の第2のキャップ22の第1の凹部22c内を通過する。
As shown in FIG. 14, the
このように第1の凹部22cと第2の凹部22dとが対向して第2のキャップ22間に気流Fの流路を形成することにより、単電池14の間の隙間を流れる気流Fの流量が増加する(これらの凹部が存在しない場合に比べて)。したがって、単電池14を密に並べて第2のキャップ22間の隙間が狭くなっても、第1の凹部22cと第2の凹部22dとによって十分量の気流Fが単電池14の間の隙間を流れることができる。その結果、単電池14それぞれの冷却性の低下を抑制しつつ、複数の単電池14を密に並べてコンパクトなサイズの蓄電装置10を実現することができる。
In this way, the flow rate of the air flow F flowing through the gap between the
なお、第2のキャップ22の側壁部22e、22fの一方のみに、気流Fが流れる流路として、単電池14の隙間と第2のキャップ22の底部22aとに連通する凹部を形成することが考えられる。しかし、そのような凹部が形成された第2のキャップ22の側壁部の剛性が低下する可能性がある。その結果、蓄電装置10が車両に搭載される場合、走行中の車両の振動によって第2のキャップ22が破損する可能性がある。その剛性の低下を抑制するためにその凹部が形成された側壁部を肉厚に構成することが考えられるが、それにより第2のキャップ22が大型化し、その結果として単電池14を密に並べることが困難になる。
In addition, a concave portion communicating with the gap of the
また、単電池14の隙間と第2のキャップ22の底部とを連通する気流Fの流路を、凹部ではなく貫通穴で構成することが考えられる。しかし、そのような貫通穴を形成された第2のキャップ22の側壁部の剛性が低下する可能性がある。その剛性の低下を抑制するためにその貫通穴が形成された側壁部を肉厚に構成することが考えられるが、それにより第2のキャップ22が大型化し、その結果として単電池14を密に並べることが困難になる。また、貫通穴の場合、凹部に比べて第2のキャップ22の加工コストが上がる。
In addition, it is conceivable that the flow path of the air flow F that communicates the gap between the
また、第1および第2の凹部22c、22dが貫通穴状であるため、その凹部22c、22dによって構成される気流Fの流路内に、第2のキャップ22によって覆われた単電池14の部分の一部が露出する。その結果、第2のキャップ22によって覆われた単電池14の部分が冷却される。
In addition, since the first and
したがって、本実施の形態のように、隣接し合う第2のキャップ22それぞれに形成された凹部22c、22dを対向させることにより、第2のキャップ22の剛性を維持しつつ第2のキャップ22間に気流Fの流路を形成することができる。
Therefore, as in the present embodiment, the
上述したように、第2のキャップ22の間に気流Fの流路を形成するためには、第1の凹部22cと第2の凹部22dとが奥行き方向(Y軸方向)に対向する正常な姿勢で、複数の第2のキャップ22をベース部24に取り付ける必要がある。
As described above, in order to form the flow path of the air flow F between the second caps 22, the first
複数の第2のキャップ22をその奥行き方向(Y軸方向)の向きを間違えることなく正常な姿勢でベース部24に取り付けるために、図9に示すように、第2のキャップ22それぞれは、その底部22aに高さ方向(Z軸方向)に突出する突起部22hが設けられている。
In order to attach the plurality of
具体的には、図3に示すように、第2のキャップ22がベース部24に取り付けられるとき、第2のキャップ22の2つの係合部22bがベース部24の2つの係合穴24bに挿通される。この2つの係合穴24bは幅方向(X軸方向)に並んでいるため、第2のキャップ22は奥行き方向(Y軸方向)の向きを間違えてベース部24に取り付けられる可能性がある。
Specifically, as shown in FIG. 3, when the
この奥行き方向(Y軸方向)の向きの間違いを防止するために第2のキャップ22の底部22aに設けられている突起部22hは、第2のキャップ22が正しい奥行き方向の向きでベース部24に取り付けられたときには通風口24eを通過することができる。一方、第2のキャップ22が間違った奥行き方向の向きの場合、突起部22hはベース部24の電池保持部24aに当たり、それにより第2のキャップ22の係合部22bがベース部24の係合穴24bに係合できない。
In order to prevent an error in the orientation in the depth direction (Y-axis direction), the
このような突起部22hを第2のキャップ22に設けることにより、第1の凹部22cと第2の凹部22dとが確実に対向した状態で複数の第2のキャップ22をベース部24に取り付けることができる。その結果、気流Fの流路が、第2のキャップ22の間に、対向し合う第1の凹部22cと第2の凹部22dとによって確実に形成される。
By providing such a
なお、第2のキャップ22をその奥行き方向(Y軸方向)の向きが正しい状態でベース部24に係合させるための手段は、第2のキャップ22に形成された突起部22hに限らない。例えば、第2のキャップ22の係合部22bとベース部24の係合穴24bの形状を、第2のキャップ22の奥行き方向(Y軸方向)の向きが第1の凹部22cと第2の凹部22dとが対向できる正しい向きの場合にのみ係合できる形状、例えば三角形状にしてもよい。
Note that means for engaging the
さらに、図3に示すように、単電池14の間の隙間を通過して該単電池14を冷却する気流Fの出口であるカバー部26の通風口26bの開口面積を、気流Fの入口であるベース部24の通風口24eの開口面積に比べて小さくしてもよい。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the opening area of the
カバー部26の通風口26bの開口面積は、通風口26bを介して単電池14の外部端子(正極端子14aおよび負極端子14b)にユーザが触れることができないサイズ、すなわちユーザの指が通過できないサイズに決定されている。このようなカバー部26の通風口26bの開口面積に比べて、ベース部24の通風口24eの開口面積が大きくされる。
The opening area of the
これにより、ベース部24の通風口24eを介して該ベース部24とカバー部26との間に大量の気流Fが流入する。また、出口であるカバー部26の通風口26bが入口であるベース部24の通風口24eに比べて小さいために、ベース部24の通風口24eを通過した気流Fの一部がすぐにカバー部26の通風口26bを介して外部に出ずに、単電池14の周りに流れる。例えば、幅方向(X軸方向)に隣接し合う単電池14の間の隙間を気流が流れる。その結果、カバー部26の通風口26bの開口面積がベース部24の通風口24eの開口面積に比べて大きいまたは等しい場合に比べて、複数の単電池14がより冷却される。
As a result, a large amount of airflow F flows between the
本実施の形態によれば、第1のリブ24dおよび第2のリブ24cを備えることにより、軽量で且つ高い剛性を持ち、また単電池14を冷却するための開口(通風口24e)を備えるベース部24を実現することができる。その結果、ベース部24を備える蓄電装置10について、重量増加を抑制しつつ、より高い剛性を実現することができる。
According to the present embodiment, by providing the
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。 Although 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、上述の実施の形態の場合、ベース部24には枠状の第2のリブ24cとその内側に第1のリブ24dが形成されているが、本発明はこれに限定されない。剛性が十分に確保することができるのであれば、枠状の第2のリブ24cを省略してもよい。また、上述の実施の形態の場合、第1のリブ24dは切り起こしであるが、これに限らない。第1のリブは、複数の単電池が並べられるベース部の電池保持部から反単電池側に突出し、それによってたわみ変形に対するベース部の剛性を向上させることができるのであれば、その形状および数は問わない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態の場合、例えば、複数の単電池14の下側端部を覆うために、複数の第2のキャップ22が使用されている。しかしながら、これに限らない。
In the case of the above-described embodiment, for example, a plurality of
図15は、異なる形態の第2のキャップの断面図である。 FIG. 15 is a cross-sectional view of a second cap having a different configuration.
図15に示す第2のキャップ222は、蓄電装置に対して1つだけ設けられ、複数の単電池14の下側端部を覆っている。すなわち、第2のキャップ222は、トレイ状であって、複数の単電池14の下側端部を収容して覆う複数の収容穴222jを備える。
Only one
図15に示すように、第2のキャップ222は、複数の収容穴222jを画定する仕切り壁部222k(隣接し合う単電池14の下端部に挟まれる部分)に、気流Fの流路222mが形成されている。この流路222mそれぞれは、気流Fが流れ、一端が隣接し合う単電池14間の隙間(すなわち仕切り壁部222kの上部の空間)に連通し、且つ、他端が第2のキャップ222の底部222aに連通している。また、この流路222mは、隣接し合う収容孔222jを交互に通過するように仕切り壁部222kに形成されている。それにより、流路222mを流れる気流Fが、隣接し合う収容穴222jに交互に進入する、すなわち隣接し合う単電池14に交互に接触する。これにより、第2のキャップ222の収容穴222jに覆われている単電池14の下端部が気流Fによって冷却される。なお、仕切り壁部222kに形成される流路222mは、収容穴222jに連通することなく、隣接し合う単電池14間の隙間に連通してもよい。
As shown in FIG. 15, the
本発明は、複数の単電池を備える蓄電装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a power storage device including a plurality of unit cells.
10 蓄電装置
14 単電池
24 ベース部
24a 電池保持部
24e 開口(通風口)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ベース部上に並ぶ複数の単電池と、を有し、
前記ベース部が、
前記複数の単電池が並べられる電池保持部と、
前記電池保持部から反単電池側に突出する第1のリブと、を備え、
前記ベース部の前記電池保持部に、開口が形成されている、蓄電装置。 A base part;
A plurality of single cells arranged on the base portion,
The base portion is
A battery holding part in which the plurality of single cells are arranged;
A first rib projecting from the battery holding part to the anti-cell side,
The power storage device, wherein an opening is formed in the battery holding portion of the base portion.
前記開口がその切り起こしによって形成された貫通穴である、請求項1に記載の蓄電装置。 The first rib is cut and raised;
The power storage device according to claim 1, wherein the opening is a through hole formed by cutting and raising the opening.
前記カバー部が前記ベース部の前記複数の開口と対向する複数の開口を備える、請求項6または7に記載の蓄電装置。 A cover portion that covers the plurality of cells arranged in the battery holding portion of the base portion;
The power storage device according to claim 6 or 7, wherein the cover portion includes a plurality of openings facing the plurality of openings of the base portion.
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