JP2019197664A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】封止性を確保しつつ、エネルギ密度を向上する蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置1は、蓄電素子10と、蓄電素子10を収容する第1外装体20及び第2外装体30と、第1外装体20の内周面と蓄電素子10の外周面とで画定され、第2外装体30が嵌合する溝部60と、溝部60と第2外装体30との間に設けられ、第1外装体20と第2外装体30と蓄電素子10とを接着する接着層70とを備える。【選択図】図4

Description

本発明は、蓄電装置に関する。
蓄電装置は、一般に、ハウジングとカバーに分割して成形された外装体を有しており、ハウジングに蓄電素子を配置した後に、ハウジングとカバーとを結合することで蓄電素子を外装体に封止している。特許文献1には、ハウジングとカバーとを接着剤で接着することで結合した蓄電装置が開示されている。また、特許文献1では、蓄電装置のハウジングとカバーとの接合面を階段状に成形することで、接着面積を広くして強固に接着している。
特開平7−176298号公報
しかし、特許文献1の蓄電装置では、外装体に階段状の接合面を設けるために、外装体を厚くする必要があり、蓄電装置のエネルギ密度が低下する。したがって、蓄電装置の外装体の結合構造を検討することで蓄電装置のエネルギ密度を改善できる余地がある。
本発明は、封止性を確保しつつ、エネルギ密度を向上する蓄電装置を提供することを課題とする。
本発明の一態様は、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する第1外装体と、前記第1外装体と結合する第2外装体と、前記第1外装体の内周面と前記蓄電素子の外周面とで画定され、前記第2外装体が嵌合する溝部と、前記溝部と前記第2外装体との間に設けられ、前記第1外装体と前記第2外装体と前記蓄電素子とを接着する接着層とを備える、蓄電装置を提供する。
この構成によれば、第1外装体の内周面及び蓄電素子の外周面で画定された溝部と、第2外装体が嵌合して接着層により接着されている。このため、第2外装体が嵌合する溝部が第1外装体に設けられている場合と比較して、第1外装体の厚さを薄くできるので、蓄電装置の封止性を確保しつつ、蓄電装置のエネルギ密度を向上できる。
前記第1外装体と前記第2外装体のうちの一方は、係合突起を備えていてもよく、前記第1外装体と前記第2外装体のうちの他方は、前記溝部において前記係合突起と係合する係合受部を備えていてもよい。
この構成によれば、第1外装体と第2外装体は、接着層による接合に加えて、係合突起と係合受部との係合により接合されているため、第1外装体と第2外装体との間の接合強度を向上できる。
前記第1外装体の内周面と前記蓄電素子の外周面との間に、前記溝部から前記接着層が流出することを防止する流出防止部材を備えていてもよい。
この構成によれば、第1外装体の内周面と蓄電素子の外周面との間に、接着層の溝部からの流出を防止するための流出防止部材が設けられているため、溝部に接着層を保持することができ、第1外装体と第2外装体とを確実に接着できる。
本発明の蓄電装置によれば、封止性を確保しつつ、エネルギ密度を向上できる。
本発明の第1実施形態に係る蓄電装置の分解斜視図。 第1実施形態に係る蓄電素子及びハウジングの平面図。 第1実施形態に係る蓄電素子、ハウジング、及びカバーの図2のIII−III線に沿った要部断面斜視図。 第1実施形態に係る蓄電素子、ハウジング、及びカバーの図2のIV−IV線に沿った断面図。 第2実施形態に係る蓄電素子、ハウジング、及びカバーの図4と同様の断面図。
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1を参照すると、本実施形態に係る蓄電装置1は、複数(本実施形態では4つ)の蓄電素子10と、蓄電素子10を収容するハウジング(第1外装体)20と、カバー(第2外装体)30とを備える。また、蓄電装置1は、蓄電素子10上に配置されたバスバーユニット40と、バスバーユニット40上に配置された回路基板50とを備える。後述するように、蓄電素子10と、ハウジング20と、カバー30とは接着されている。
以下の説明において、蓄電素子10の短手方向、長手方向、及び高さ方向をそれぞれX方向、Y方向、及びZ方向という場合がある。
本実施形態の蓄電素子10は、角形電池であり、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。蓄電素子10は、X方向に直交する平面(YZ平面)に沿って延びる一対の長側面11と、Y方向に直交する平面(ZX平面)に沿って延びる一対の短側面12とを備える。また、蓄電素子10は、Z方向に直交する平面(XY平面)に沿って延びる底面13と、XY平面に沿って延び、底面13と対向する端子面14とを備える。蓄電素子10の端子面14には、正極端子15と負極端子16とが設けられている。複数の蓄電素子10は、X方向に並んでハウジング20内に配置される。本実施形態の蓄電素子10の底面13と長側面11との間の角部には、丸みを帯びて湾曲したR部17が設けられており、蓄電素子10の長側面11と短側面12との間の角部には、丸みを帯びて湾曲したR部18が設けられている。
本実施形態のハウジング20は、直方体形状の箱型である。具体的には、ハウジング20は、底壁21と、互いに対向する一対の第1側壁22と、一対の第1側壁22の間を接続し、互いに対向する一対の第2側壁23とを備える。
ハウジング20の底壁21は、XY平面に沿って延びる略長方形状である。底壁21は、Y方向に延びる一対の長辺と、X方向に延びる一対の短辺とを備える。底壁21は、Z方向上側に突出してY方向に沿って延びる底面仕切りリブ21a(図3及び図4に示す)を有している。
図3及び図4を参照すると、底面仕切りリブ21aは、底壁21の内表面からZ方向の上側に突出したリブであり、Y方向に沿って一定の高さ(Z方向の寸法)を有している。また、図4に明瞭に示すように、底面仕切りリブ21aのZX平面における断面形状は、底壁21側に設けられた裾野部21bと、ストレート部21cとを有する山形の形状である。底面仕切りリブ21aの幅(X方向の寸法)は、底壁21側の裾野部21bでは底壁21からZ方向の上側に向かうに従って所定量だけ漸減し、裾野部21bよりもZ方向の上側に設けられたストレート部21cでは一定である。
本実施形態において、底面仕切りリブ21aは、底面仕切りリブ21aと第1側壁22のX方向の間隔、及びX方向に隣り合う底面仕切りリブ21a同士のX方向の間隔が等しくなるように、一対の第1側壁22の間において、X方向に等しい間隔をあけて3か所に配置されている。これによって、底壁21の内表面は、第1側壁22と底面仕切りリブ21aとの間、及びX方向に隣接する底面仕切りリブ21a同士の間に凹部21dを形成している。本実施形態の4つの蓄電素子10は、蓄電素子10のそれぞれの底部がこの凹部21dに収容されることで、ハウジング20の内部に収容されている。具体的に、底面仕切りリブ21aは、2つの蓄電素子10の間において、ストレート部21cが当該2つの蓄電素子10の長側面11の一部に対向して配置されている。蓄電素子10の長側面11が底面仕切りリブ21aのストレート部21c及び/又は第1側壁22に対してZ方向に沿って当接することで、蓄電素子10のX方向における位置が決められる。前述したように、本実施形態の蓄電素子10の底面13から長側面11の間に位置する角部は、丸みを帯びて湾曲したR部17(図1及び図4に示す)となっており、このR部17が底面仕切りリブ21aの裾野部21bに対向して配置される。
凹部21dには、接着剤を配置することが可能であり、凹部21dと、底壁21の内表面に対向する蓄電素子10の底面13及びその周囲に位置するR部17との間を接着することができる。この場合、接着剤の余剰分が凹部21dからはみ出して、底面仕切りリブ21aのZ方向の上側に漏れ出ても構わない。ここで、底面仕切りリブ21aが所定幅のストレート部21cを有しているため、2つの蓄電素子10の間にストレート部21cの所定幅に応じた隙間が設けられており、この隙間によって接着剤の余剰分を保持するとともに、2つの蓄電素子10の間を固定することができる。
図1を参照すると、ハウジング20の一対の第1側壁22は、底壁21の長辺からYZ平面に沿ってそれぞれ立設されている。図3を併せて参照すると、ハウジング20の第1側壁22は、底壁21に連なる第1側壁本体22aと、第1側壁本体22aに連なり、第1側壁本体22aよりもハウジング20の開口側に位置する第1側壁上端22bとを備える。
図3及び図4を参照すると、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁本体22aは、Z方向上側かつX方向外側に向けて延びる内周面22cを有する。内周面22cは、ZX断面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、徐々にX方向外側に傾斜している。具体的に、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面22cは、内周面22cと蓄電素子10の長側面11との間の距離が、ハウジング20の開口側よりも底壁21側の方が短くなるように、Z方向上側かつX方向外側に傾斜している。
第1側壁本体22aのX方向の厚みは、Z方向にわたってほぼ一定である。言い換えると、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、第1側壁本体22aのX方向の厚みは変化しない。そのため、ハウジング20の第1側壁22の外表面は、ZX断面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて徐々にX方向外側に傾斜している。このハウジング20の傾斜形状は、金型を用いた樹脂の射出成型によってハウジング20を製造する際に、成形品から金型を外しやすくするために採用するものである。そのため、本実施形態で説明したように、ハウジング20の第1側壁22は、傾斜形状を有することが好ましい。
ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bは、Z方向上側かつX方向外側に向けて延びる内周面22dを有する。内周面22dは、内周面22cと同様に、ZX断面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけてX方向外側に傾斜している。具体的に、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面22dは、内周面22dと蓄電素子10の長側面11との間の距離が、ハウジング20の開口側よりも底壁21側の方が短くなるように、Z方向上側かつX方向外側に傾斜している。
第1側壁上端22bのX方向の厚みは、第1側壁本体22aと異なり、Z方向にわたって一定ではない。具体的には、第1側壁上端22bのX方向の厚みは、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、徐々に薄くなっている。
ハウジング20の第1側壁22の外表面は、第1側壁本体22aの範囲と第1側壁上端22bの範囲との間となる位置に段差や凹凸はなく、第1側壁本体22aの範囲と第1側壁上端22bの範囲にわたって平坦な面で形成されている。その一方で、上述したように内周面22dは、第1側壁上端22bの厚みを変えながらZ方向上方かつX方向外側に傾斜している。なお、内周面22dのZ方向に対する傾斜角度は、内周面22cのZ方向に対する傾斜角度よりも大きい。言い換えれば、内周面22cは、内周面22dと比べてZ方向に対して平行に近い状態で傾斜している。
また、ハウジング20の第1側壁22の内表面は、第1側壁本体22aの内周面22cと、第1側壁上端22bの内周面22dとを接続する段差面22eを有する。第1側壁22の段差面22eは、ハウジング20の内部に収容された蓄電素子10に対してX方向外側に位置するとともに、XY平面に沿ってY方向に向かって長尺状に延びる。ハウジング20の第1側壁22の内表面は、段差面22eを有することによって、内周面22dが内周面22cよりもX方向外側に位置している。言い換えれば、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面22dは、内周面22cよりも蓄電素子10の長側面11から離れている。すなわち、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁本体22aの内周面22cは、蓄電素子10の長側面11と部分的に当接するか、又は当接しないが近接して対向している。一方で、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bの内周面22dは、蓄電素子10の長側面11に対向するが当接しておらず、蓄電素子10の長側面11から所定距離だけ離間している。言い換えれば、内周面22cと蓄電素子10の長側面11との間の距離は、内周面22dと蓄電素子10の長側面11との間の距離よりも短い。
本実施形態の内周面22cが上述したように傾斜形状を有しているため、一対の第1側壁22の第1側壁本体22aの間のX方向の間隔は、ハウジング20の底壁21側(Z方向の下側)の方がハウジング20の開口側(Z方向の上側)に比べて狭くなっている。このため、内周面22cは、ハウジング20の底壁21側(Z方向の下側)において、蓄電素子10の長側面11と対向するとともに部分的に当接し、ハウジング20の開口側(Z方向の上側)において、蓄電素子10の長側面11と対向するが当接せずに近接する。なお、本実施形態のようにハウジング20の内部に複数の蓄電素子10を収容する場合は、内周面22cは、ハウジング20の底壁21側において、X方向(複数の蓄電素子10の配列方向)の最も外側に位置する蓄電素子10の長側面11に当接する。
図2を併せて参照すると、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bには、ハウジング20のX方向における内側に向かって延びる複数(本実施形態では3つ)の係合突起24が設けられている。
係合突起24は、第1側壁上端22bにおいて、ハウジング20のX方向の内側に向かって突出した突起である。図4に示すように、係合突起24は、ZX断面において略三角形状の断面を有する。係合突起24は、ハウジング20の開口側からZ方向の下側に向かって内周面22dに対してX方向の内側に傾斜した傾斜面と、段差面22eに対向するような平面とを備えている。さらに、係合突起24は、突出した先端が第1側壁本体22aの内周面22cよりもハウジング20の内側には突出しておらず、内周面22cよりも蓄電素子10の長側面11から離れている。
なお、上述したハウジング20の第1側壁22の構成は、一対の第1側壁22のうちの図3の断面で示された一方の第1側壁22だけでなく、一対の第1側壁22のうちの他方の第1側壁22についても同様の構成を有する。すなわち、一対の第1側壁22のうちの他方の第1側壁22にも、係合突起24が同様に設けられている。
図1を参照すると、ハウジング20の一対の第2側壁23は、底壁21の短辺からZX平面に沿ってそれぞれ立設されている。図3を併せて参照すると、ハウジング20の第2側壁23は、底壁21に連なる第2側壁本体23aと、第2側壁本体23aに連なり、第2側壁本体23aよりもハウジング20の開口側に位置する第2側壁上端23bとを備える。上述した第1側壁上端22bの先端と第2側壁上端23bの先端とによって囲まれた縁形状がハウジング20側の開口となる。
図3を参照すると、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁本体23aは、Z方向上側かつY方向外側に向けて延びる内周面23cを有する。内周面23cは、YZ平面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、徐々にY方向外側に傾斜している。具体的に、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面23cは、内周面23cと蓄電素子10の短側面12とのY方向の距離が、ハウジング20の開口側よりも底壁21側の方が短くなるように、Z方向上側かつY方向外側に傾斜している。
第2側壁本体23aのY方向の厚みは、Z方向にわたってほぼ一定である。言い換えると、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、第2側壁本体23aのY方向の厚みは変化しない。そのため、ハウジング20の第2側壁23の外表面は、YZ断面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて徐々にY方向外側に傾斜している。なお、このハウジング20の傾斜形状は、金型を用いた樹脂の射出成形によってハウジング20を製造する際に、成形品から金型を外しやすくするために採用するものである。そのため、本実施形態で説明したように、ハウジング20の第2側壁23は、傾斜形状を有することが好ましい。
ハウジング20の第2側壁23の第2側壁上端23bは、Z方向上側かつY方向外側に向けて延びる内周面23dを有している。内周面23dは、内周面23cと同様に、YZ平面において、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、Y方向外側に傾斜している。具体的に、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面23dは、内周面23dと蓄電素子10の短側面12との間のY方向の距離が、ハウジング20の開口側よりも底壁21側の方が短くなるように、Z方向上側かつY方向外側に傾斜している。
なお、第2側壁上端23bのY方向の厚みは、第2側壁本体23aと異なり、Z方向にわたって一定ではない。具体的には、第2側壁上端23bのY方向の厚みは、底壁21側(Z方向の下側)からハウジング20の開口側(Z方向の上側)にかけて、徐々に薄くなっている。
ハウジング20の第2側壁23の外表面は、第2側壁本体23aの範囲と第2側壁上端23bの範囲との間となる位置に段差や凹凸はなく、第2側壁本体23aの範囲と第2側壁上端23bの範囲とにわたって平坦な面で形成されている。その一方で、上述したように、内周面23dは、第2側壁上端23bのY方向の厚みを変えながらZ方向上側かつY方向外側に対して傾斜している。なお、内周面23dのZ方向に対する傾斜角度は、内周面23cのZ方向に対する傾斜角度よりも大きい。言い換えれば、内周面23cは、内周面23dと比べてZ方向に対して平行に近い状態で傾斜している。
また、ハウジング20の第2側壁23の内表面は、第2側壁本体23aの内周面23cと、第2側壁上端23bの内周面23dとを接続する段差面23eを有する。第2側壁23の段差面23eは、ハウジング20の内部に収容された蓄電素子10に対してY方向外側に位置すると共にXY平面に沿ってX方向に向かって長尺状に延びる。ハウジング20の第2側壁23の内表面は、段差面23eを有することによって、内周面23dが内周面23cよりもY方向外側に位置している。言い換えれば、ハウジング20の内部に蓄電素子10を収容した状態で、内周面23dは、内周面23cよりも蓄電素子10の短側面12から離れている。すなわち、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁本体23aの内周面23cは、蓄電素子10の短側面12と部分的に当接するか、又は当接しないが近接して対向している。一方で、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁上端23bの内周面23dは、蓄電素子10の短側面12に対向するが当接しておらず、蓄電素子10の短側面12から所定距離だけ離間している。言い換えれば、内周面23cと蓄電素子10の短側面12との間の距離は、内周面23dと蓄電素子10の短側面12との間の距離よりも短い。
本実施形態の内周面23cが上述したように傾斜形状を有しているため、一対の第2側壁23の第2側壁本体23aのY方向の間隔は、ハウジング20の底壁21側(Z方向の下側)の方がハウジング20の開口側(Z方向の上側)に比べて狭くなっている。このため、内周面23cは、ハウジング20の底壁21側(Z方向の下側)において、蓄電素子10の短側面12と対向するとともに当接し、ハウジング20の開口側(Z方向の上側)において、蓄電素子10の短側面12と対向するが当接せずに近接する。なお、本実施形態のように、ハウジング20の内部に複数の蓄電素子10を収容する場合は、内周面23cは、ハウジング20の底壁21側において、複数の蓄電素子10のそれぞれの短側面12に当接する。
図2を参照すると、ハウジング20の第2側壁23は、Z方向に沿って延びる側面仕切りリブ23fを有している。側面仕切りリブ23fは、第2側壁23の内周面23cからY方向内側に突出したリブであり、Z方向に沿って一定の突出量(Y方向の寸法)を有している。また、側面仕切りリブ23fのXY平面における断面形状は、第2側壁23側に設けられたストレート部23gと、ストレート部23gの先端に設けられた円形部23hとを有する山形の形状である。側面仕切りリブ23fのX方向の幅は、第2側壁23側のストレート部23gでは一定であり、第2側壁23からストレート部23gよりもY方向に離れた円形部23hではY方向の内側に向かうに従って漸減している。
本実施形態において、側面仕切りリブ23fは、側面仕切りリブ23fと第1側壁22とのX方向の間隔、及びX方向に隣り合う側面仕切りリブ23fのX方向の間隔が等しくなるように、一対の第1側壁22の間において、X方向に等しい間隔をあけて3か所に配置されている。これによって、第2側壁23の内周面23cは、第1側壁22と側面仕切りリブ23fとの間、及びX方向に隣り合う側面仕切りリブ23f同士の間に凹部23iを形成している。本実施形態の4つの蓄電素子10は、蓄電素子10のそれぞれの短側面12がこの凹部23iに収容されることで、ハウジング20の内部に収容されている。
前述したように、本実施形態の蓄電素子10の長側面11と短側面12の間に位置する角部は、丸みを帯びて湾曲したR部18となっており、このR部18が側面仕切りリブ23fの円形部23hに対向して配置される。そこで、蓄電素子10がハウジング20の内部に収容される際に、蓄電素子10の短側面12が内周面23cに対向しながらZ方向にスライドすることで、蓄電素子10をハウジング20の内部に挿入する方向であるZ方向に沿って、側面仕切りリブ23fが蓄電素子10を案内する。蓄電素子10のR部18が円形部23hにZ方向に沿って当接することで、蓄電素子10は、X方向について位置決めされる。
上述した底壁21の底面仕切りリブ21a(図4に示す)と、一対の第2側壁23の側面仕切りリブ23fとは、X方向で形成される位置が同じであり、ハウジング20の内部において、一対の第2側壁23と底壁21とにわたって連続して形成されている。具体的に、底面仕切りリブ21aのY方向の一方側の端部と他方側の端部とは、一対の第2側壁23の側面仕切りリブ23fのZ方向の下側の端部にそれぞれ連結されている。なお、底壁21の底面仕切りリブ21aと一対の第2側壁23の側面仕切りリブ23fとが連続しているため、リブと対の関係にある凹部も、ハウジング20の内部において一対の第2側壁23と底壁21とにわたって連続して形成されている。具体的に、底壁21の凹部21dのY方向の一方側の端部と他方側の端部は、一対の第2側壁23の凹部23iのZ方向の下側の端部にそれぞれ連結されている。
図2及び図3を参照すると、蓄電装置1は、蓄電素子10の外周面と、ハウジング20の内周面とで画定された溝部60を備える。具体的には、溝部60は、ハウジング20の内部に収容された蓄電素子10に対してX方向外側に位置するとともにY方向に延びる第1溝部61と、ハウジング20の内部に収容された蓄電素子10に対してY方向外側に位置するとともにX方向に延びる第2溝部62とを有する。第1溝部61は、蓄電素子10の長側面11と、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bの内周面22dと、ハウジング20の第1側壁22の段差面22eとによって画定されている。第2溝部62は、蓄電素子10の短側面12と、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁上端23bの内周面23dと、ハウジング20の第2側壁23の段差面23eとによって画定されている。
図1を参照すると、本実施形態のカバー30は、上面部31と、互いに対向する一対の第1側部32と、一対の第1側部32の間を接続し、互いに対向する一対の第2側部33とを備える。
カバー30の上面部31は、XY平面に沿って延びる略長方形状である。カバー30の上面部31は、Y方向に延びる一対の長辺と、X方向に延びる一対の短辺とを備える。
カバー30の一対の第1側部32は、上面部31の長辺からYZ平面に沿ってZ方向における下側にそれぞれ立設されている。図3を併せて参照すると、第1側部32は、上面部31に連なる第1側部本体32aと、第1側部本体32aのさらにZ方向の下側に連なる第1側部下端32bとを備える。カバー30の第1側部32の第1側部本体32aは、YZ平面に沿って延びる外周面を有する。
図3及び図4を参照すると、カバー30の第1側部32の第1側部下端32bは、Z方向下側かつX方向内側に向けて延びる外周面32dを有する。外周面32dは、ZX断面において、第1側部本体32a側(Z方向の上側)からカバー30の開口側(Z方向の下側)にかけて、X方向内側に傾斜している。具体的に、蓄電素子10が収容されたハウジング20にカバー30を装着した状態で、カバー30の外周面32dは、外周面32dと蓄電素子10の長側面11との距離が、カバー30の開口側よりも第1側部本体32a側の方が長くなるように、Z方向下側かつX方向内側に傾斜している。
第1側部下端32bのX方向の厚みは、Z方向にわたって一定ではない。具体的に、第1側部下端32bのX方向の厚みは、第1側部本体32a側(Z方向の上側)からカバー30の開口側(Z方向の下側)にかけて、徐々に薄くなっている。
カバー30の第1側部32の内表面は、第1側部本体32aの範囲と第1側部下端32bの範囲との間となる位置に段差や凹凸はなく、第1側部本体32aの範囲と第1側部下端32bの範囲にわたって平坦な面で形成されている。その一方で、上述したように外周面32dは、第1側部下端32bの厚みを変えながらZ方向上側かつX方向外側に延びるように傾斜している。なお、外周面32dのZ方向に対する傾斜角度は、ハウジング20の内周面22dのZ方向に対する傾斜角度と同じである。
カバー30の第1側部32の第1側部下端32bには、ハウジング20の係合突起24と係合可能に構成された複数(本実施形態では3つ)の係合孔(係合受部)34が設けられている。図4に明瞭に示すように、係合孔34は、第1側部下端32bのZ方向の略中央に設けられた段差部よりもZ方向の下側において、Z方向下側に向かってストレート形状に延びている板状部分のZ方向の略中央に設けられている。係合孔34が設けられた前記板状部分は、Z方向において第1側部下端32bの高さの範囲に設けられている。つまり、係合孔34が設けられた前記板状部分は、Z方向において第1側部下端32bよりもZ方向下側に突出しておらず、係合孔34が設けられた前記板状部分の先端は、第1側部下端32bの先端とZ方向における同一の位置に設けられている。
また、カバー30の第1側部32の外表面は、第1側部本体32aと、第1側部下端32bとを接続する段差面32eを有する。段差面32eは、カバー30をハウジング20に装着した状態で蓄電素子10に対してX方向外側に位置するとともにXY平面に沿ってY方向に向かって長尺状に延びる。
図1を参照すると、カバー30の上面部31と第1側部32との間の角部には、蓄電装置1の正負の外部端子35A、35Bを備えている。外部端子35A、35Bは、その一部が部分的にカバー30の内部にインサートされており、インサートされていない部分がカバー30の表面に露出している。外部端子35A,35Bがカバー30にインサートされている部分は、蓄電装置1の内部において回路基板50または後述するバスバー42に電気的に接続されている。
上述したカバー30の第1側部32の構成は、一対の第1側部32のうちの図3の断面で示された一方の第1側壁22だけでなく、一対の第1側部32のうちの他方の第1側部32についても同様の構成を有する。すなわち、一対の第1側部32のうちの他方の第1側部32にも、係合孔34が同様に設けられている。
カバー30の一対の第2側部33は、上面部31の短辺からZX平面に沿ってZ方向における下側にそれぞれ立設されている。図3を参照すると、第2側部33は、上面部31に連なる第2側部本体33aと、第2側部本体33aに連なり、第2側部本体33aよりもカバー30の開口側に位置する第2側部下端33bとを備える。上述した第1側部下端32bの先端と第2側部下端33bの先端とによって囲まれた縁形状がカバー30側の開口となる。カバー30の第2側部33の第2側部本体33aは、ZX平面に沿って延びる外周面を有する。
カバー30の第2側部33の第2側部下端33bは、Z方向下側かつY方向内側に向けて延びる外周面33dを有する。外周面33dは、YZ断面において、第2側部本体33a側(Z方向の上側)からカバー30の開口側(Z方向の下側)にかけて、Y方向内側に傾斜している。具体的に、蓄電素子10が収容されたハウジング20にカバー30を装着した状態で、外周面33dは、外周面33dと蓄電素子10の短側面12との距離が、カバー30の開口側よりも第2側部本体33a側の方が長くなるように、Z方向下側かつY方向内側に傾斜している。
第2側部下端33bのY方向の厚みは、Z方向にわたって一定ではない。具体的に、第2側部下端33bのY方向の厚みは、第2側部本体33a側(Z方向の上側)からカバー30の開口側(Z方向の下側)にかけて、徐々に薄くなっている。
カバー30の第2側部33の内表面は、第2側部本体33aの範囲と第2側部下端33bの範囲との間となる位置に段差や凹凸はなく、第2側部本体33aの範囲と第2側部下端33bの範囲にわたって平坦な面で形成されている。その一方で、上述したように外周面33dは、第2側部下端33bの厚みを変えながらZ方向上側かつY方向外側に延びるように傾斜している。なお、外周面33dのZ方向に対する傾斜角度は、ハウジング20の内周面23dのZ方向に対する傾斜角度と同じである。
カバー30の第2側部33の外表面は、第2側部本体33aと、第2側部下端33bとを接続する段差面33eを有する。段差面33eは、カバー30をハウジング20に装着した状態で蓄電素子10に対してY方向外側に位置するとともにXY平面に沿ってX方向に向かって長尺状に延びる。
カバー30の第1側部32と第2側部33とは、上面部31からZ方向における下側に立設されている高さが同じである。また、第1側部本体32aおよび第2側部本体33aは、上面部31からZ方向における下側に立設されている高さが同じである。さらに、第1側部下端32bおよび第2側部下端33bは、第1側部本体32aおよび第2側部本体33aからそれぞれZ方向における下側に立設されている高さが同じである。
図1を参照すると、バスバーユニット40は、蓄電素子10の端子面14上に配置された中蓋41と、中蓋41に取り付けられ、X方向に隣接する蓄電素子10同士を電気的に接続するバスバー42とを備える。
中蓋41は、ハウジング20の内形よりも小さい相似形であり、カバー30の開口よりも小さい外形を有する略長方形状である。中蓋41は、バスバー42を収容するとともに蓄電素子10の正極端子15及び負極端子16の一部を挿通する開口部を備えている。中蓋41は、蓄電素子10の端子面14に接着されている。
バスバー42は、金属のような導電材料からなる板状の部材であり、X方向に隣接する蓄電素子10の正極端子15同士、負極端子16同士、又は正極端子15と負極端子16とを電気的に接続する。バスバー42は、蓄電素子10の正極端子15又は負極端子16に溶接されて接合されている。
回路基板50は、中蓋41上に配置された略板状の部材であり、バスバー42及び外部端子35A,35Bと電気的に接続されている。回路基板50は、バスバー42を介して蓄電素子10の電気的な状態を監視し、回路基板50の実装部に搭載している図示しない温度センサを用いて蓄電装置1の内部の温度状態を監視している。
図4を参照すると、蓄電装置1は、溝部60とカバー30との間に設けられ、蓄電素子10と、ハウジング20と、カバー30とを接着する接着層70を備える。接着層70は、接着剤が硬化、乾燥、又は2種の接着剤を混合したこと等で状態が変化したものであり、第1溝部61とカバー30の第1側部32との間の空間を充填して、蓄電素子10と、ハウジング20と、カバー30とに接するように設けられている。具体的には、溝部60に接着剤が配置され、その溝部60にカバー30の第1側部下端32bが挿入されることで、溝部60を画定する蓄電素子10の外周面及びハウジング20の内周面と、第1側部下端32bとの隙間に接着層70が設けられる。さらに具体的に、接着層70は、第1側壁上端22bのZ方向の先端と段差面32eとの間、第1側壁上端22bの内周面22dと第1側部下端32bの外周面32dとの間、第1側部下端32bのZ方向先端と段差面22eとの間、及び第1側部下端32bの蓄電素子10の長側面11に対する対向面と蓄電素子10の長側面11との間に設けられている。
また、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bと、カバー30の第1側部32の第1側部本体32aとは、Z方向において間隔をあけて配置されている。接着層70を配置するこれらの隙間は、所定の間隔をあけることで、所定量の接着層を配置することが可能であり、その間隔は、例えば0.2mm〜0.5mm程度がより好ましい。この間隔は、採用する接着剤に応じて変更でき、隙間が部分的に狭まっていてもよく、隙間を構成している2つの要素(例えば、第1側壁上端22bのZ方向の先端と段差面32e)が当接していてもよい。
また、図示しないが、接着層70は、第2溝部62と、カバー30の第2側部33との間にも同様に設けられており、蓄電素子10と、ハウジング20と、カバー30とを接着している。具体的には、接着層70は、カバー30の第2側部33の第2側部下端33bと、蓄電素子10の短側面12、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁上端23bの内周面23d、及びハウジング20の第2側壁23の段差面23eのそれぞれとの間に設けられている。
また、カバー30が溝部60に嵌合した状態において、ハウジング20の一対の第1側壁22に設けられた係合突起24と、カバー30の第1側部32に設けられた係合孔34とは、係合している。
なお、本実施形態では、係合突起24と係合孔34との係合の態様を示すために、図4において、係合孔34に接着層70が設けられていない態様を示した。しかし、例えば液状の接着剤などを用いる場合など、係合孔34の内部に接着層70が設けられている態様でも構わない。そのようにすることによって、ハウジング20とカバー30との係合をより強固にすることができる。
(製造方法)
以下、本実施形態の蓄電装置1の製造方法を説明する。
まず、ハウジング20の内部に、蓄電素子10を配置する。このとき、蓄電素子10の底面13とハウジング20の底壁21との間に接着剤を塗布してもよい。
次に、蓄電素子10上に、バスバーユニット40と回路基板50とを固定する。バスバーユニット40及び回路基板50と蓄電素子10との固定は、蓄電素子10をハウジング20の内部に配置する前に行われてもよい。
この状態で、蓄電素子10の外周面とハウジング20の内周面とによって画定された溝部60に接着剤を塗布し、カバー30を溝部60に嵌合させる。この状態で、接着剤が硬化すると、蓄電素子10とハウジング20とカバー30との間に接着層70が形成され、蓄電素子10とハウジング20とカバー30とが接着される。カバー30と溝部60との嵌合の後に、ハウジング20とカバー30と蓄電素子10との間に接着剤を注入してもよい。
この構成によれば、ハウジング20の内周面及び蓄電素子10の外周面で画定された溝部60と、カバー30とが嵌合して接着層70により接着されている。このため、カバー30が嵌合する溝部60がハウジング20に設けられている場合と比較して、ハウジング20の厚さを薄くできるので、蓄電装置1の封止性を確保しつつ、蓄電装置1のエネルギ密度を向上できる。
この構成によれば、ハウジング20とカバー30は、接着層70による接合に加えて、係合突起24と係合受部34との係合により接合されているため、ハウジング20とカバー30との間の接合強度を向上できる。
[第2実施形態]
図5を参照すると、本実施形態の蓄電装置1は、シールリング(流出防止部材)80を備える。本実施形態のシール部材80は、例えば樹脂製のシールリングである。シールリング80は、ハウジング20の第1側壁22の段差面22e上に配置されており、蓄電素子10の長側面11と、ハウジング20の第1側壁22の第1側壁上端22bの内周面22dとの間を封止している。具体的に、シール部材80は、X方向における蓄電素子10側の先端が蓄電素子10の長側面11に当接しており、X方向におけるハウジング20側の先端は内周面22dに当接している。これによって、接着剤が溝部60に対してZ方向の下側に位置する蓄電素子10の長側面11と第1側壁本体22aとの間の隙間に流れ込むことを防いでいる。また、図示はしないが、シールリング80は、ハウジング20の第2側壁23の段差面23e上に配置されており、蓄電素子10の短側面12と、ハウジング20の第2側壁23の第2側壁上端23bの内周面23dとの間を封止している。なお、本実施形態の流出防止部材は、樹脂製のパッキンのようなものを想定しているが、その材質は種々の変更が可能である。例えば、流出防止部材は、多孔質のスポンジのような材料で構成され、接着剤の一部が多孔質の穴部に染み込むことで、接着剤を保持できるようなものであってもよい。また、本実施形態の流出防止部材は、無端状(リング状)のシールリングとしたが、段差面22e上に配置される部材と段差面23e上に配置される別個に形成された部材を組合せても構わない。さらに、流出防止部材は、段差面22e、23eの全周にわたって形成されておらずに、部分的に配置されていても構わない。
この構成によれば、接着剤の粘度が低い場合、又は蓄電素子10の長側面11とハウジング20の第1側壁22の第1側壁本体22aの内周面22cとの間のクリアランスが大きい場合であっても、シールリング80によって、溝部60から接着剤が流出することを防止できる。同様に、蓄電素子10の短側面12とハウジング20の第2側壁23の第2側壁本体23aの内周面23cとの間のクリアランスが大きい場合であっても、シールリング80によって、溝部60から接着剤が流出することを防止できる。このため、蓄電素子10とハウジング20とカバー30とを確実に接着できる。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変更が可能である。
蓄電素子10の数は、4つに限定されず、1つ以上であればよい。
蓄電素子10は、角型に限定されずラミネート型であってもよい。
第1外装体がカバー30であってもよく、第2外装体がハウジング20であってもよい。
蓄電素子10の短側面12が第1側壁22と対向していてもよく、蓄電素子10の長側面11が第2側壁23と対向していてもよい。
ハウジング20に係合受部が設けられていてもよく、カバー30に係合突起が設けられていてもよい。この場合、係合受部は、ハウジング20を貫通する係合孔ではなく、ハウジング20を非貫通の係合凹部であれば好ましい。
1 蓄電装置
10 蓄電素子
11 長側面
12 短側面
13 底面
14 端子面
15 正極端子
16 負極端子
17 R部
18 R部
20 ハウジング(第1外装体)
21 底壁
21a 底面仕切りリブ
21b 裾野部
21c ストレート部
21d 凹部
22 第1側壁
22a 第1側壁本体
22b 第1側壁上端
22c 内周面
22d 内周面
22e 段差面
23 第2側壁
23a 第2側壁本体
23b 第2側壁上端
23c 内周面
23d 内周面
23e 段差面
23f 側面仕切りリブ
23g ストレート部
23h 円形部
23i 凹部
24 係合突起
30 カバー(第2外装体)
31 上面部
32 第1側部
32a 第1側部本体
32b 第1側部下端
32d 外周面
32e 段差面
33 第2側部
33a 第2側部本体
33b 第2側部下端
33d 外周面
33e 段差面
34 係合孔(係合受部)
35A,35B 外部端子
40 バスバーユニット
50 回路基板
60 溝部
61 第1溝部
62 第2溝部
70 接着層
80 シール部材(流出防止部材)

Claims (3)

  1. 蓄電素子と、
    前記蓄電素子を収容する第1外装体及び第2外装体と、
    前記第1外装体の内周面と前記蓄電素子の外周面とで画定され、前記第2外装体が嵌合する溝部と、
    前記溝部と前記第2外装体との間に設けられ、前記第1外装体と前記第2外装体と前記蓄電素子とを接着する接着層と
    を備える、蓄電装置。
  2. 前記第1外装体と前記第2外装体のうちの一方は、係合突起を備え、
    前記第1外装体と前記第2外装体のうちの他方は、前記溝部において前記係合突起と係合する係合受部を備える、請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記第1外装体の内周面と前記蓄電素子の外周面との間に、前記溝部から前記接着層が流出することを防止する流出防止部材を備える、請求項1又は2に記載の蓄電装置。
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