JP2022123356A - power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.
従来、分割された一対の外装体に、リチウムイオン電池などの複数の蓄電素子を収容して、一対の外装体の連結面同士を熱溶着した蓄電装置が知られている。このような、蓄電装置においては、複数の蓄電素子を挟む位置に配置された一対の平板状のエンドプレートも外装体内に収容されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power storage device is known in which a plurality of power storage elements such as lithium ion batteries are housed in a pair of divided exterior bodies, and connecting surfaces of the pair of exterior bodies are thermally welded together. In such a power storage device, a pair of flat plate-shaped end plates arranged at positions sandwiching a plurality of power storage elements are also housed in the exterior body (see, for example, Patent Document 1).
蓄電素子は、充放電に伴って徐々に膨張する特性を有している。このため複数の蓄電素子の膨張が進んでいくと、蓄電素子が損傷するおそれがある。 A power storage device has a characteristic of gradually expanding with charging and discharging. Therefore, if the expansion of the plurality of storage elements progresses, the storage elements may be damaged.
本発明は、蓄電素子の損傷を抑制できる蓄電装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a power storage device capable of suppressing damage to power storage elements.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、容器本体及び当該容器本体を閉塞し当該容器本体に溶接された蓋体を有する複数の蓄電素子と、所定の方向に配列された複数の蓄電素子を所定の方向で挟む一対のエンドプレートと、所定の方向に沿って延設されて一対のエンドプレートに連結される連結部とを備え、一対のエンドプレートの少なくとも一方は、容器本体と蓋体とにおける溶接部に所定の方向視で重なる部位が、蓄電素子とは反対側に向けて突出する第一突出部である。 To achieve the above object, a power storage device according to one aspect of the present invention provides a plurality of power storage elements each having a container body and a lid body that closes the container body and is welded to the container body, and arranged in a predetermined direction. a pair of end plates sandwiching a plurality of storage elements in a predetermined direction; and a connecting portion extending in the predetermined direction and connected to the pair of end plates, wherein at least one of the pair of end plates is , the portion overlapping the welded portion between the container body and the lid when viewed in a predetermined direction is a first projecting portion projecting toward the side opposite to the electric storage element.
これによれば、少なくとも一方のエンドプレートには、第一突出部が設けられているので、当該エンドプレート自体の剛性を高めることができる。これにより、蓄電素子200の膨張がエンドプレート400で抑えられるので、当該膨張を起因とした蓄電素子200の損傷を抑制できる。特に、蓄電素子において、容器本体と蓋体との溶接部は他の部位よりも脆弱であるため、蓄電素子が膨張すると、溶接部が損傷しやすい。このため、本態様では、少なくとも一方のエンドプレートにおいて、蓄電素子の溶接部に重なる部位を第一突出部としている。これにより、蓄電素子の溶接部が膨れようとしたとしても、エンドプレートの第一突出部で溶接部の膨張を押さえることができる。したがって、蓄電素子の損傷を抑制することができる。
According to this, since at least one of the end plates is provided with the first projecting portion, the rigidity of the end plate itself can be increased. As a result, expansion of the
ここで、第一突出部が蓄電素子に向けて突出している場合には、例えば外部からの衝撃により当該エンドプレートが変形すると、第一突出部が蓄電素子の溶接部に当たるおそれがある。前述したように溶接部は脆弱な箇所であるので、第一突出部が当たってしまうと他の部位と比較しても損傷しやすい。本態様では、第一突出部が蓄電素子とは反対側に向けて突出しているので、エンドプレートが変形したとしても、第一突出部は蓄電素子の溶接部に当たりにくい。このため、エンドプレートが変形した場合においても蓄電素子の損傷を抑制することができる。 Here, when the first protrusion protrudes toward the storage element, the first protrusion may hit the welded portion of the storage element if the end plate is deformed by an external impact, for example. As described above, since the welded portion is a fragile portion, it is easily damaged when hit by the first projecting portion compared to other portions. In this aspect, since the first projecting portion projects toward the side opposite to the storage element, even if the end plate is deformed, the first projecting portion is less likely to come into contact with the welded portion of the storage element. Therefore, even when the end plate is deformed, damage to the electric storage element can be suppressed.
少なくとも一方のエンドプレートは、第一突出部を有する第一プレートと、第一プレートと複数の蓄電素子との間に配置され、第一プレートに重なる第二プレートとを有する、ことにしてもよい。 At least one of the end plates may have a first plate having a first protrusion, and a second plate disposed between the first plate and the plurality of power storage elements and overlapping the first plate. .
これによれば、第一プレートと第二プレートとが重なり合うエンドプレートであるので、エンドプレート自体の剛性を高めることができる。したがって、蓄電素子の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子の損傷をより抑制することができる。 According to this, since the first plate and the second plate are overlapped end plates, the rigidity of the end plates themselves can be increased. Therefore, expansion of the power storage element can be suppressed more reliably, and damage to the power storage element can be further suppressed.
第一プレートは、第一突出部と反対方向に窪んだ複数の凹部と、隣り合う凹部間であり、第一突出部と同方向に突出した少なくとも1つの凸部とを有し、第二プレートは、複数の凹部の全てに当接する平板部を有する、ことにしてもよい。 The first plate has a plurality of recesses recessed in a direction opposite to the first protrusions, and at least one protrusion between adjacent recesses and protruding in the same direction as the first protrusions, and the second plate may have flat plate portions that abut on all of the plurality of recesses.
これによれば、第一プレートは、複数の凹部と、少なくとも1つの凸部とからなる凹凸構造を有しているので、第一プレートの剛性をより高めることができる。これによりエンドプレート自体の剛性を高めることが可能である。一方、第二プレートは、第一プレートの複数の凹部の全てに当接する平板部を有している。例えば外部からの衝撃を第一プレートが受けた場合、各凹部から平板部に応力が伝達されるが、平板部は複数の凹部の全てに当接しているので応力を分散させることができる。したがって、蓄電素子に大きな応力が加わることを抑えることができる。これらのことにより、蓄電素子の損傷をより抑制することができる。 According to this, since the first plate has an uneven structure including a plurality of recesses and at least one protrusion, the rigidity of the first plate can be further increased. This makes it possible to increase the rigidity of the end plate itself. On the other hand, the second plate has flat plate portions that abut on all of the plurality of recesses of the first plate. For example, when the first plate receives an impact from the outside, stress is transmitted from each recess to the flat plate portion, but since the flat plate portion is in contact with all of the plurality of recesses, the stress can be dispersed. Therefore, application of a large stress to the storage element can be suppressed. By these things, the damage of an electrical storage element can be suppressed more.
第二プレートは、第一突出部と同方向に突出し、所定の方向に交差する方向に延設された第二突出部を有する、ことにしてもよい。 The second plate may have a second protrusion projecting in the same direction as the first protrusion and extending in a direction intersecting the predetermined direction.
これによれば、第二プレートに第二突出部が設けられているので、第二プレート自体の剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート自体の剛性が高められる。したがって、蓄電素子の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子の損傷をより抑制することができる。 According to this, since the second plate is provided with the second projecting portion, the rigidity of the second plate itself can be increased. This increases the rigidity of the end plate itself. Therefore, expansion of the power storage element can be suppressed more reliably, and damage to the power storage element can be further suppressed.
第一突出部は、第一プレートの一縁の全長にわたって連続して延設されている、ことにしてもよい。 The first projecting portion may extend continuously over the entire length of one edge of the first plate.
これによれば、第一プレートの一縁の全長にわたって第一突出部が連続して延設されているので、第一プレート自体の剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート自体の剛性が高められる。したがって、蓄電素子の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子の損傷をより抑制することができる。 According to this, since the first projecting portion continuously extends over the entire length of one edge of the first plate, the rigidity of the first plate itself can be increased. This increases the rigidity of the end plate itself. Therefore, expansion of the power storage element can be suppressed more reliably, and damage to the power storage element can be further suppressed.
本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子の損傷を抑制することができる。 According to the power storage device of the present invention, damage to the power storage element can be suppressed.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(その変形例も含む)に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。 Hereinafter, power storage devices according to embodiments of the present invention (including modifications thereof) will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, manufacturing processes, order of manufacturing processes, and the like shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. In each drawing, dimensions and the like are not strictly illustrated. In each figure, the same reference numerals are given to the same or similar components.
以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の配列方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子と中間スペーサとの並び方向、一対のエンドプレートの並び方向及び一対のエンドスペーサの並び方向を、X軸方向と定義する。1つの蓄電素子における一対(正極側及び負極側)の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、一対のサイドプレートの並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電装置の外装体本体と外装体蓋体との並び方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、または、上下方向を、Z軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(本実施の形態では直交)する方向である。なお、使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。 In the following description and drawings, the direction in which a plurality of energy storage elements are arranged, the direction in which the long sides of the container of the energy storage elements face each other, the direction in which the energy storage elements and the intermediate spacers are arranged, the direction in which the pair of end plates are arranged, and the direction in which the pair of end spacers are arranged The alignment direction is defined as the X-axis direction. The Y-axis direction is defined as the direction in which a pair of electrode terminals (positive electrode side and negative electrode side) in one energy storage element are aligned, the direction in which the short sides of the container of the energy storage element face each other, or the direction in which a pair of side plates are aligned. The Z-axis direction is defined as the alignment direction of the exterior body and the exterior body cover of the power storage device, the alignment direction of the container body and the container lid of the power storage element, the alignment direction of the power storage element and the bus bar, or the vertical direction. do. These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that cross each other (perpendicularly in this embodiment). Although the Z-axis direction may not be the vertical direction depending on the mode of use, the Z-axis direction will be described below for convenience of explanation.
以下の説明において、例えば、X軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が直交している、とは、当該2つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。 In the following description, for example, the positive direction of the X-axis indicates the arrow direction of the X-axis, and the negative direction of the X-axis indicates the direction opposite to the positive direction of the X-axis. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction. Furthermore, expressions indicating relative directions or orientations such as parallel and orthogonal include cases where they are not strictly the directions or orientations. For example, two directions are orthogonal, not only means that the two directions are completely orthogonal, but also substantially orthogonal, that is, for example, a difference of about several percent It is also meant to include
(実施の形態)
[1 蓄電装置の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置10の全般的な説明を行う。図1は、実施の形態に係る蓄電装置10の外観を示す斜視図である。図2は、実施の形態に係る蓄電装置10を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図3は、実施の形態に係る蓄電装置10をさらに分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。なお、図3は、蓄電装置10における外装体100及びバスバー700以外の構成要素を分解して示す分解斜視図である。
(Embodiment)
[1 General description of power storage device]
First, a general description of
蓄電装置10は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置10は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電装置10は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。また、蓄電装置10は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。
図1に示すように、蓄電装置10は、外装体100を備えている。図2及び図3に示すように、外装体100の内方には、複数の蓄電素子200、複数の中間スペーサ300(310~340)、一対のエンドプレート400(410、420)、一対のサイドプレート500(501、502)、ボトムプレート600、複数のバスバー700及び一対のエンドスペーサ800(810、820)等が収容されている。蓄電装置10は、上記の構成要素の他、バスバー700が載置されるバスバーホルダ900(図10参照)、蓄電素子200の充電状態及び放電状態を監視するための回路基板、ヒューズ、リレー及びコネクタ等の電気機器、並びに、蓄電素子200から排出されるガスを外装体100の外方へ排気するための排気部等を備えていてもよい。
As shown in FIG. 1 ,
外装体100は、蓄電装置10の筐体(外殻)を構成する箱形(略直方体形状)の容器(モジュールケース)である。外装体100は、複数の蓄電素子200、複数の中間スペーサ300、一対のエンドプレート400、一対のサイドプレート500、ボトムプレート600、及び、複数のバスバー700等の外方に配置され、当該複数の蓄電素子200等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体100は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE(変性PPEを含む))、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体100は、これにより、蓄電素子200等が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電素子200等の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体100は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
The
外装体100は、外装体100の本体を構成する外装体本体110と、外装体100の蓋体を構成する外装体蓋体120と、を有している。外装体本体110は、上方に開口が形成された有底矩形筒状のハウジング(筐体)であり、蓄電素子200等を収容する。外装体蓋体120は、外装体本体110の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体蓋体120は、外装体本体110と、接着剤、ヒートシールまたは超音波溶着等によって接合される。外装体蓋体120には、一対(正極側及び負極側)の外部端子121が設けられている。蓄電装置10は、この一対の外部端子121を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。
The
蓄電素子200は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子200は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、本実施の形態では、8個の蓄電素子200がX軸方向(所定の方向)に並んで配列されている。なお、蓄電素子200の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子200の個数等は限定されず、例えば1つの蓄電素子200しか配置されていなくてもよい。蓄電素子200は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子200は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子200は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子200は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子200の構成の詳細な説明については、後述する。
The
バスバー700は、蓄電素子200に接続される平板状かつ矩形状の部材である。バスバー700は、複数の蓄電素子200の上方に配置され、複数の蓄電素子200が有する電極端子240(図2、4等参照)、及び、外部端子121に接続(接合)される。つまり、バスバー700は、複数の蓄電素子200の電極端子240同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子200の電極端子240と外部端子121とを接続する。
本実施の形態では、バスバー700と電極端子240または外部端子121とは、溶接によって接続(接合)されるが、ボルト締結等によって接続(接合)されてもよい。バスバー700は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材で形成されている。本実施の形態では、バスバー700は、蓄電素子200を2個ずつ並列に接続して4セットの蓄電素子群を構成し、当該4セットの蓄電素子群を直列に接続する。なお、バスバー700の接続形態は特に限定されず、複数の蓄電素子200がどのような組み合わせで直列に接続され、また、並列に接続されるように配置されていてもよい。
In the present embodiment,
中間スペーサ300は、蓄電素子200の側方(X軸プラス方向またはX軸マイナス方向)に配置され、蓄電素子200と他の部材とを電気的に絶縁する平板状かつ矩形状の部材である。中間スペーサ300は、蓄電素子200を保持し、蓄電素子200の位置決めを行う機能も有している。ここで、複数の中間スペーサ300のうち、蓄電素子200(蓄電素子群)同士の間に配置される中間スペーサ300を中間スペーサ310~330とも呼び、蓄電素子200(蓄電素子群)とエンドプレート400との間に配置される中間スペーサ300を中間スペーサ340とも呼ぶ。つまり、複数の蓄電素子200と複数の中間スペーサ300(中間スペーサ310~340)とは、X軸方向に並んで配置されている。
中間スペーサ310~330は、隣り合う2つの蓄電素子200の間に配置され、当該2つの蓄電素子200の間を電気的に絶縁するスペーサ(中間スペーサ)である。中間スペーサ310は、中間スペーサ320及び330の間に配置され、中間スペーサ320及び330よりも厚みが厚く、かつ、剛性が高いスペーサである。中間スペーサ310は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されている。なお、中間スペーサ310の材質は特に限定されず、剛性が高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、絶縁処理が施されていたりしていてもよい。中間スペーサ320及び330は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの樹脂材料等の電気的絶縁性を有する部材、または、ダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。
The intermediate spacers 310 to 330 are spacers (intermediate spacers) arranged between two adjacent
中間スペーサ340は、端部の蓄電素子200とエンドプレート400(410、420)との間に配置され、当該端部の蓄電素子200とエンドプレート400(410、420)との間を電気的に絶縁するスペーサである。中間スペーサ340は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの樹脂材料等の電気的絶縁性を有する部材、または、ダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。
エンドプレート400、サイドプレート500、及び、ボトムプレート600は、複数の蓄電素子200の並び方向(X軸方向)において、蓄電素子200を外方から圧迫(拘束)する拘束部材である。つまり、エンドプレート400、サイドプレート500、及び、ボトムプレート600は、複数の蓄電素子200を当該並び方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子200に含まれるそれぞれの蓄電素子200を当該並び方向の両側から圧迫(拘束)する。
The
エンドプレート400、サイドプレート500、及び、ボトムプレート600は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されている。なお、エンドプレート400、サイドプレート500、及び、ボトムプレート600の材質は特に限定されず、剛性が高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、絶縁処理が施されていたりしていてもよい。
The
具体的には、エンドプレート400は、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300(310~340)のX軸方向両側に配置され、当該複数の蓄電素子200等を、これらの並び方向(X軸方向)の両側から挟み込んで保持する板状の部材(挟持部材)である。ここで、一対のエンドプレート400のうち、X軸プラス方向側のエンドプレート400をエンドプレート410とも呼び、X軸マイナス方向側のエンドプレート400をエンドプレート420とも呼ぶ。つまり、一対のエンドプレート410及び420は、X軸方向(所定の方向)で複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300を挟む位置に配置されて、これらを挟持する。エンドプレート400の詳細については後述する。
Specifically, the
サイドプレート500及びボトムプレート600は、両端が一対のエンドプレート400(410、420)に取り付けられて、一対のエンドプレート400を繋ぐことで、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300(310~340)を拘束する板状の部材である。つまり、サイドプレート500及びボトムプレート600は、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300を跨ぐようにX軸方向に延設されて一対のエンドプレート400に連結される連結部である。本実施の形態では、連結部として、一対のエンドプレート400及びボトムプレート600が設けられている場合を例示するが、一対のエンドプレート400及びボトムプレート600の一方のみが設けられていてもよい。サイドプレート500及びボトムプレート600は、一対のエンドプレート400に連結されることで、複数の蓄電素子200等に対してこれらの並び方向(X軸方向)における拘束力を付与する。
Both ends of the
本実施の形態では、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300(310~340)のY軸方向両側方に、一対のサイドプレート500が配置される。本実施の形態では、一対のサイドプレート500は、当該複数の蓄電素子200等のY軸方向両側方におけるZ軸プラス方向寄りに配置される。そして、一対のサイドプレート500のそれぞれが、X軸方向両端部において、一対のエンドプレート400のY軸方向端部に取り付けられる。これにより、一対のサイドプレート500は、一対のエンドプレート400とともに、当該複数の蓄電素子200等をX軸方向の両側及びY軸方向の両側から挟み込んで拘束する。
In this embodiment, a pair of
具体的には、サイドプレート500は、X軸方向の両端部が蓄電素子200側に向けて折り曲げられた形状を有している。サイドプレート500の当該両端部は、Z軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の接続部材500aによって、エンドプレート400(410、420)に接続(接合)される。本実施の形態では、接続部材500aは、ボルトであり、エンドプレート400が有するナット450(図6参照)と螺合により締結される。ここで、一対のサイドプレート500のうち、Y軸プラス方向側のサイドプレート500をサイドプレート501とも呼び、Y軸マイナス方向側のサイドプレート500をサイドプレート502とも呼ぶ。
Specifically, the
同様に、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300(310~340)のZ軸マイナス方向に、ボトムプレート600が配置される。ボトムプレート600は、X軸方向両端部において、一対のエンドプレート400のZ軸マイナス方向端部に取り付けられる。具体的には、ボトムプレート600は、X軸方向の両端部が蓄電素子200側に向けて折り曲げられた形状を有している。ボトムプレート600の当該両端部は、Y軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の接続部材600aによって、エンドプレート400(410、420)に接続(接合)される。本実施の形態では、接続部材600aは、ボルトであり、エンドプレート400が有するナット450(図6参照)と螺合により締結される。これにより、ボトムプレート600は、一対のエンドプレート400とともに、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300をZ軸マイナス方向側から拘束する。
Similarly, the
また、サイドプレート500及びボトムプレート600のそれぞれにおいて折り曲げられた角部には、強度を高めるための複数の絞り部510及び610が形成されている。各絞り部510及び610は、角部の内方に向けて凸となるように絞り加工で形成されている。
In addition, a plurality of drawn
一対のエンドスペーサ800は、一対のエンドプレート400をX軸方向(所定の方向)で挟む位置に配置された板状の部材である。具体的には、一対のエンドスペーサ800は、連結されたエンドプレート400、サイドプレート500、及び、ボトムプレート600をX軸方向で挟む位置に配置されている。ここで、一対のエンドスペーサ800のうち、X軸プラス方向側のエンドスペーサ800をエンドスペーサ810とも呼び、X軸マイナス方向側のエンドスペーサ800をエンドスペーサ820とも呼ぶ。各エンドスペーサ800は、外装体本体110内において、各エンドプレート400、各サイドプレート500、ボトムプレート600、複数の蓄電素子200及び複数の中間スペーサ300を位置決めする機能を有する。エンドスペーサ800は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの樹脂材料等の電気的絶縁性を有する部材、または、ダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。エンドスペーサ800の詳細については後述する。
The pair of
[2 蓄電素子の説明]
次に、蓄電素子200の構成について、詳細に説明する。図4は、実施の形態に係る蓄電素子200の構成を示す斜視図である。具体的には、図4は、図3に示した複数の蓄電素子200のうちの1つの蓄電素子200の外観を拡大して示している。なお、当該複数の蓄電素子200は、全て同様の構成を有しているため、以下では、1つの蓄電素子200の構成について詳細に説明する。
[2 Description of storage element]
Next, the configuration of the
図4に示すように、蓄電素子200は、容器210と、一対(正極側及び負極側)の電極端子240と、上部ガスケット250と、を備えている。また、容器210の内方には、下部ガスケット、電極体、一対(正極側及び負極側)の集電体、及び、電解液(非水電解質)等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子200の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。
As shown in FIG. 4 , the
蓄電素子200は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。さらに、容器210の周囲には、容器210の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子200に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、PC、PP、PE、PPS、PET、PBTまたはABS樹脂等の絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン、テフロン(登録商標)、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニルなどを例示することができる。
In addition to the components described above, the
容器210は、開口が形成された容器本体220と、容器本体220の当該開口を閉塞する蓋体230と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器本体220は、容器210の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向側に開口が形成されている。蓋体230は、容器210の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体220のZ軸プラス方向側にY軸方向に延設されて配置されている。蓋体230には、容器210内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁231、及び、容器210内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。容器210(容器本体220及び蓋体230)の材質は、特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能(接合可能)な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
The
容器210は、電極体等を容器本体220の内方に収容後、容器本体220と蓋体230とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。容器本体220と蓋体230との境界において、溶接により接合された箇所を溶接部260(図9参照)とする。溶接部260は、容器本体220の蓋体230の境界の全周にわたって連続的に形成されている。
The
容器210は、X軸方向両側の側面に一対の長側面211を有し、Y軸方向両側の側面に一対の短側面212を有し、Z軸マイナス方向側に底面213を有している。長側面211は、容器210の長側面を形成する矩形状の平面部である。長側面211は、短側面212及び底面213に隣接している。短側面212は、容器210の短側面を形成する矩形状の平面部であり、サイドプレート500とY軸方向において対向して配置される。底面213は、容器210の底面を形成する矩形状の平面部であり、ボトムプレート600とZ軸方向において対向し、かつ、長側面211及び短側面212に隣接して配置される。
The
電極端子240は、蓋体230に配置される蓄電素子200の端子部材(正極端子及び負極端子)であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子240は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子200の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子200の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子240は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで形成されている。
The
電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)がX軸方向に積層されて形成されている。なお、電極体は、極板(正極板及び負極板)が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。 The electrode assembly is a power storage element (power generation element) formed by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. The positive electrode plate is formed by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode plate is formed by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as copper or a copper alloy. As the active material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, any known material can be appropriately used as long as it can intercalate and deintercalate lithium ions. A microporous sheet made of resin, a non-woven fabric, or the like can be used as the separator. In the present embodiment, the electrode body is formed by stacking electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate) in the X-axis direction. The electrode body includes a wound electrode body formed by winding electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate), and a laminated type (stacked) electrode body formed by stacking a plurality of flat plate-shaped electrode plates. or a bellows-shaped electrode body in which an electrode plate is folded into a bellows shape.
集電体は、電極端子240と電極体とに電気的に接続される導電性の部材(正極集電体及び負極集電体)である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。
The current collectors are conductive members (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) that are electrically connected to the
上部ガスケット250は、蓋体230と電極端子240との間に配置され、蓋体230と電極端子240との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。下部ガスケットは、蓋体230と集電体との間に配置され、蓋体230と集電体との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。上部ガスケット250及び下部ガスケットは、電気的絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。
The
[3 エンドプレートの説明]
次に、エンドプレート400(410、420)の構成について詳細に説明する。なお、エンドプレート410とエンドプレート420とは同様の構成を有している。このため、以下では、エンドプレート410の構成を中心に説明し、エンドプレート420の構成は、エンドプレート410の構成に準ずるものとし、詳細な説明は省略する。具体的には、エンドプレート420は、エンドプレート410をZ軸まわりに180度回転させた場合と同様の構成である。
[3 Explanation of end plate]
Next, the configuration of the end plate 400 (410, 420) will be described in detail. Note that the
図5及び図6は、実施の形態に係るエンドプレート410の構成を示す分解斜視図である。具体的には、図5はエンドプレート410をX軸プラス方向から見た分解斜視図であり、図6はエンドプレート410をX軸マイナス方向から見た分解斜視図である。
5 and 6 are exploded perspective views showing the configuration of the
図5及び図6に示すように、エンドプレート410は、第一プレート430と、第二プレート440とを有しており、これらが例えば溶接によって接合され一体化されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
第一プレート430は、第二プレート440におけるX軸プラス方向の主面に積層された波板状の板金である。具体的には、第一プレート430は、複数の凹部431と、複数の凸部432とを有しており、各凹部431と各凸部432とがZ軸方向で繰り返して配列されている。第一プレート430を全体的に見た場合、各凹部431はX軸マイナス方向に窪んだ部位であり、各凸部432はX軸プラス方向に突出した部位である。本実施の形態では、凹部431は4つ設けられていて、凸部432は3つ設けられているが、凹部431及び凸部432の設置個数は如何様でもよい。
The
各凹部431の底壁433はX軸方向で同位置に配置された、YZ平面に平行な平板部である。また、各凸部432の天壁434はX軸方向で同位置に配置された、YZ平面に平行な平板部である。各凸部432において上側壁435は、当該凸部432の天壁434と、凸部432の直上にある凹部431の底壁433とを繋ぐ壁である。各凸部432において下側壁436は、当該凸部432の天壁434と、凸部432の直下にある凹部431の底壁433とを繋ぐ壁である。つまり、各凸部432の上側壁435は、その直上の凹部431の下側壁でもあり、各凸部432の下側壁436は、その直下の凹部431の上側壁である。このような形状であるために、各凸部432には、それぞれ内部に空間が形成されている。
A
ここで、複数の凸部432のうち、最も上方に位置するものを凸部432aとし、中位に位置するものを凸部432bとし、最も下方に位置するものを凸部432cと称す。凸部432aは、Y軸方向における両端部が中央部と比べて幅広に形成されている。具体的には、平面視(X軸方向視)において、凸部432aの天壁434aの下縁は略直線状に形成されているに対し、天壁434aの上縁は、Y軸方向における中央部が低位となり、両端部が高位となるように段差状に形成されている。このため、凸部432aの上側壁435は、段差状に形成されており、下側壁436は直線状に形成されている。
Here, among the plurality of protrusions 432, the uppermost protrusion 432a, the intermediate protrusion 432b, and the lowermost protrusion 432c. The convex portion 432a is formed wider at both ends in the Y-axis direction than at the central portion. Specifically, in plan view (viewed in the X-axis direction), the lower edge of the ceiling wall 434a of the projection 432a is formed in a substantially linear shape, whereas the upper edge of the ceiling wall 434a is formed in the center in the Y-axis direction. It is formed in a stepped shape so that the portion is at a low level and both ends are at a high level. For this reason, the
一方、凸部432b及び432cは、それぞれY軸方向における全長にわたって概ね一様な幅に形成されている。このため、凸部432b及び432cの上側壁435と下側壁436は、それぞれ直線状に形成されている。
On the other hand, the convex portions 432b and 432c are each formed to have a substantially uniform width over the entire length in the Y-axis direction. Therefore, the
各天壁434a、434b及び434cには、一対の貫通孔437が設けられている。具体的には、各貫通孔437は、各天壁434a、434b及び434cのY軸方向の両端部に配置され、X軸方向に貫通している。各天壁434a、434b及び434cのX軸マイナス方向の面には、一対のナット450が固定されている。各ナット450は、ネジ孔が各貫通孔437に連通するように、各天壁434a、434b及び434cに溶接などにより固定されている。
A pair of through
ここで、天壁434a及び434bの貫通孔437及びナット450には、接続部材500aを介してサイドプレート500が締結される。天壁434cの貫通孔437及びナット450には、接続部材600aを介してボトムプレート600が締結される。このように、ナット450及び接続部材500aは、エンドプレート410とサイドプレート500とを締結する締結部の一例である。同様に、ナット450及び接続部材600aは、エンドプレート410とボトムプレート600とを締結する締結部の一例である。つまり、締結部の一部であるナット450は、各凸部432の内部の空間内に配置されている。なお、本実施の形態では、締結部がネジ式である場合を例示したが、リベット式の締結部であってもよい。リベット式の締結部であっても、リベットの一端部が各凸部432の内部の空間に配置されていればよい。
Here, the
複数の凹部431のうち、最も上方に位置する凹部431の上縁には、X軸プラス方向に突出した第一突出部438が設けられている。第一突出部438は、第一プレート430の一縁である上縁の全長にわたって連続してY軸方向に延設されている。
A first projecting
なお、本実施の形態では、最も下方に位置する凹部431の下端部が突出していない場合を例示しているが、当該下端部がX軸プラス方向に突出していてもよい。
In addition, although the case where the lower end portion of the
第二プレート440は、第一プレート430と複数の蓄電素子200との間に配置され、第一プレート430に重なる概ね平板状の板金である。具体的には、第二プレート440は、X軸プラス方向の中間スペーサ340と第一プレート430との間に配置され、これらに直接的に重ねられている。
The
第二プレート440は、平板部441と、一対の第二突出部442とを有している。平板部441は、平面視矩形状かつ平板状の部位であり、第一プレート430の全ての凹部431の底壁433に当接している。つまり、平板部441は、全ての凹部431の底壁433に面接触している。また、平板部441は、全ての凸部432の天壁434a、434b及び434cに対し間隔をあけて配置されており、各凸部432の内部の空間をX軸マイナス方向から覆っている。平板部441において各凸部432の内部の空間を覆う部分を壁部445と称す。図5では、破線で囲まれた領域を壁部445としている。図5に示すように壁部445は、凸部432の設置個数に対応する数だけ平板部441に設けられている。複数の壁部445は、全体として平板状に形成されているとも言える。
The
一対の第二突出部442は、平板部441におけるY軸方向の両端部から、X軸プラス方向に突出した部位である。各第二突出部442は、Z軸方向に沿って延設されている。このように第二突出部442は、第一突出部438と同方向に突出するとともに、所定の方向(X軸方向)とは交差した方向に延設されている。
The pair of second projecting
具体的には、各第二突出部442は、平板部441の上端部からサイドプレート500に対応する位置までZ軸方向に延設されている。各第二突出部442の先端部には、サイドプレート500に設けられた絞り部510を逃がす切欠状の逃し部443が複数形成されている。各逃し部443内に各サイドプレート500の各絞り部510が収容されるので、各絞り部510が各第二突出部442に干渉しにくくなっている。
Specifically, each second projecting
各第二突出部442と平板部441とがなす角部には、強度を高めるための複数の絞り部444が設けられている。各絞り部444は、当該角部の内方に向けて凸となるように絞り加工で形成されている。
A plurality of narrowed
このように、エンドプレート410において、第一プレート430には、内部に空間を有する凸部432が設けられているので、例えば外部からの衝撃を凸部432が受けた場合、凸部432が空間を潰しながら変形し、その衝撃を吸収する。
As described above, in the
さらに、エンドプレート410において、第二プレート440には、凸部432と複数の蓄電素子200との間で空間を覆う壁部445が設けられているので、凸部432が潰れたとしても壁部445が障壁となり蓄電素子200まで凸部432が至ることを抑制できる。これにより、外部からの衝撃を受けた場合に、蓄電素子200が損傷することを抑制することができる。
Furthermore, in the
特に、本実施の形態では、締結部(接続部材500a及び600a)の一部が、凸部432の空間内に収容されているので、例えば外部からの衝撃を締結部が受けて蓄電素子200に向けて押圧されたとしても、壁部445が障壁となり蓄電素子200まで締結部が至ることを抑制できる。これにより、外部からの衝撃を受けた場合に、締結部を起因した蓄電素子200の損傷を抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, since a part of the fastening portion (connecting
さらに、本実施の形態では、第一プレート430は、複数の凸部432を有しているため、その隣り合う一対の凸部432間は凹部431となる。つまり、第一プレート430は、凹凸構造を有しているので、第一プレート430の剛性をより高めることができる。これによりエンドプレート410自体の剛性を高めることが可能である。
Furthermore, in the present embodiment, since the
また、第二プレート440の平板部441は、複数の壁部445が全体として平板状であり、第一プレート430の複数の凹部431に当接している。例えば外部からの衝撃を第一プレート430が受けた場合、複数の凹部431から平板部441に応力が伝達されるが、平板部441は複数の凹部431に当接しているので応力を分散させることができる。したがって、蓄電素子200に大きな応力が加わることを抑えることができ、蓄電素子200の損傷をより抑制することができる。
Moreover, the
図7は、実施の形態に係る第二プレート440を示す平面図である。図7では、第一プレート430の外形を二点鎖線で示している。ここで、上述したように第二プレート440は、概ね平板状に形成されているのに対し、第一プレート430は波板状に形成されている。つまり、第二プレート440は、第一プレート430よりも表面積が小さいため、第二プレート440を第一プレート430よりも小型にすることができる。一方、図7に示すように、第二プレート440は、第一プレート430よりもX軸方向視における投影面積が大きい。このため、第一プレート430が受けた衝撃をより広範囲に分散させることができる。
FIG. 7 is a plan view showing the
[4 エンドスペーサの説明]
次に、エンドスペーサ800(810、820)の構成について詳細に説明する。なお、エンドスペーサ810とエンドスペーサ820とは同様の構成を有している。このため、以下では、エンドスペーサ810の構成を中心に説明し、エンドスペーサ820の構成は、エンドスペーサ810の構成に準ずるものとし、詳細な説明は省略する。具体的には、エンドスペーサ820は、エンドスペーサ810をZ軸まわりに180度回転させた場合と同様の構成である。
[4 Explanation of end spacer]
Next, the configuration of the end spacers 800 (810, 820) will be described in detail. Note that the
図8は、実施の形態に係るエンドスペーサ810の構成を示す斜視図である。具体的には、図8はエンドスペーサ810をX軸プラス方向から見た斜視図である。エンドスペーサ810は、X軸方向で重なり合うエンドプレート410の中央部を露出させた状態で、当該エンドプレート410の外周縁の一部に沿って配置されている。具体的には、図8に示すように、エンドスペーサ810は、平面視略U字状であり、かつ平板状の部材であり、エンドプレート410の外周縁のうち、上方の部分を除いて他の外周縁に沿って配置されている。エンドスペーサ810は、下縁部811と、一対の側縁部812とを有している。下縁部811は、Y軸方向に長尺な矩形平板状の部位である。下縁部811は、外装体本体110の短側面をなす壁面と底面をなす壁面とがなす角部に配置されている。下縁部811には、各接続部材600aの頭部600bが収容される一対の貫通孔813が形成されている。一対の貫通孔813は、Y軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the
各側縁部812は、Z軸方向に長尺な矩形平板状の部位である。各側縁部812は、下縁部811のY軸方向の両端部から連続して上方に向けて延設されている。各側縁部812は、外装体本体110の長側面をなす壁面と短側面をなす壁面とがなす角部に配置されている。各側縁部812は、各接続部材500aの頭部500bが収容される一対の貫通孔814が形成されている。一対の貫通孔814は、Z軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。
Each
下縁部811及び一対の側縁部812に囲まれた領域により、エンドプレート410の中央部が露出される。当該領域の幅(一対の側縁部812の間隔)は、エンドスペーサ810の幅(Y軸方向の長さ)の半分以上であり、当該領域の高さは、エンドスペーサ810の高さ(Z軸方向の長さ)の半分以上である。これにより、エンドプレート410の中央部が大きく露出されることとなり、当該中央部の変形を許容しやすくなっている。
The area surrounded by the
[5 エンドプレート、エンドスペーサ及びその周囲の部材の位置関係]
次に、エンドプレート410、エンドスペーサ810及びその周囲の部材の位置関係について説明する。図9は、実施の形態に係るエンドプレート410、エンドスペーサ810及びその周囲の部材の位置関係を示す断面図である。図9では、エンドプレート410等の上部周辺の構造が図示されている。
[5 Positional relationship between end plates, end spacers and surrounding members]
Next, the positional relationship between the
図9に示すように、エンドスペーサ810は、X軸プラス方向の主面が外装体本体110の内面に対して当接している。これにより、エンドスペーサ810を含む内容物(複数の蓄電素子200、中間スペーサ300、エンドプレート400、サイドプレート500及びボトムプレート600など)のX軸方向の移動が外装体本体110によって規制される。このため、蓄電装置10が振動したとしても内容物をより変位しにくくすることができ、内容物に対する衝撃を抑制できる。内容物は外装体本体110内に圧入されていると、当該内容物の変位抑制効果が高まり好ましい。
As shown in FIG. 9 , the main surface of the
また、エンドスペーサ810は、全体として一様な肉厚に形成されている。エンドスペーサ810の肉厚は、接続部材500aの頭部500bの肉厚(軸方向の長さ)よりも厚い。これにより、接続部材500aの頭部500bが、エンドスペーサ810から突出しないことになる。このため、外装体本体110が外部から衝撃を受けたとしてもエンドスペーサ810が受け止め、当該衝撃が接続部材500aの頭部500bには直接的に伝達されにくい。したがって、接続部材500aの損傷を抑制することが可能である。これは、接続部材600aの頭部600bにおいても同様である。
Also, the
図9では、蓄電素子200の容器本体220と蓋体230との境界部分が溶接部260である。溶接部260の少なくとも一部は、第一プレート430の第一突出部438における厚み(Z軸方向の長さ)内に収められている。このため、第一プレート430の第一突出部438は、溶接部260に対してX軸方向視で重なっている。ここで、溶接部260は、容器210における他の部位よりも脆弱であるが、第一突出部438が、溶接部260に対してX軸方向視で重なっているので、容器210の膨張を起因として溶接部260も膨れようとしたとしても第一突出部438で溶接部260の膨張を押さえることができる。仮に、溶接部260にクラックが発生したとしても、溶接部260に対して第一突出部438がX軸方向視で重なっているので、クラックを起点として容器本体220と蓋部230とが位置ズレしようとすることを抑制できる。特に、本実施の形態では、溶接部260に対し中間スペーサ340が直接的にX軸方向視で重なっているため、前述のクラックを起点とした容器本体220と蓋部230との位置ずれをより確実に抑制できる。
In FIG. 9 , the welded
[6 効果の説明]
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置10は、容器本体220及び当該容器本体220を閉塞し当該容器本体220に溶接された蓋体230を有する複数の蓄電素子200と、所定の方向に配列された複数の蓄電素子200を所定の方向で挟む一対のエンドプレート400と、所定の方向に沿って延設されて一対のエンドプレートに連結される連結部とを備えている。一対のエンドプレートの少なくとも一方は、容器本体220と蓋体230における溶接部260に所定の方向(X軸方向)視で重なる部位に、蓄電素子200とは反対側に向けて突出する第一突出部438を有する。
[6 Explanation of effects]
As described above, the
これによれば、少なくとも一方のエンドプレート400には、第一突出部438が設けられているので、当該エンドプレート400自体の剛性を高めることができる。これにより、蓄電素子200の膨張がエンドプレート400で抑えられるので、当該膨張を起因とした蓄電素子200の損傷を抑制できる。特に、蓄電素子200において、容器本体220と蓋体230との溶接部260は他の部位よりも脆弱であるため、蓄電素子200が膨張すると溶接部260が損傷しやすい。このため、少なくとも一方のエンドプレート400において、蓄電素子200の溶接部260に重なる部位を第一突出部438としている。これにより、蓄電素子200の溶接部260が膨れようとしたとしても、エンドプレート400の第一突出部438で溶接部260の膨張を押さえることができる。したがって、蓄電素子200の損傷を抑制することができる。
According to this, since at least one of the
ここで、第一突出部438が蓄電素子200に向けて突出している場合には、例えば外部からの衝撃により当該エンドプレート400が変形すると、第一突出部438が蓄電素子200の溶接部260に当たるおそれがある。前述したように溶接部260は脆弱な箇所であるので、第一突出部438が当たってしまうと他の部位と比較しても損傷しやすい。本実施の形態では、第一突出部438が蓄電素子200とは反対側に向けて突出しているので、エンドプレート400が変形したとしても、第一突出部438は蓄電素子200の溶接部260に当たりにくい。このため、エンドプレート400が変形した場合においても蓄電素子200の損傷を抑制することができる。
Here, when the first projecting
また、少なくとも一方のエンドプレート400は、第一突出部438を有する第一プレート430と、第一プレート430と複数の蓄電素子200との間に配置され、第一プレート430に重なる第二プレート440とを有する。
At least one of the
これによれば、第一プレート430と第二プレート440とが重なり合うエンドプレート400であるので、エンドプレート400自体の剛性を高めることができる。したがって、蓄電素子200の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子200の損傷をより抑制することができる。
According to this, since the
また、第一プレート430は、第一突出部438と反対方向に窪んだ複数の凹部431と、隣り合う凹部431間であり、第一突出部438と同方向に突出した少なくとも1つの凸部432とを有している。第二プレート440は、複数の凹部431の全てに当接する平板部441を有している。
In addition, the
これによれば、第一プレート430は、複数の凹部431と、少なくとも1つの凸部432とからなる凹凸構造を有しているので、第一プレート430の剛性をより高めることができる。これによりエンドプレート400自体の剛性を高めることが可能である。一方、第二プレート440は、第一プレート430の複数の凹部431の全てに当接する平板部441を有している。例えば外部からの衝撃を第一プレート430が受けた場合、各凹部431から平板部441に応力が伝達されるが、平板部441は複数の凹部431の全てに当接しているので応力を分散させることができる。したがって、蓄電素子200に大きな応力が加わることを抑えることができる。これらのことにより、蓄電素子200の損傷をより抑制することができる。
According to this, the
また、第二プレート440は、第一突出部438と同方向に突出し、所定の方向に交差する方向に延設された第二突出部442を有している。
The
これによれば、第二プレート440に第二突出部442が設けられているので、第二プレート440自体の剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート400自体の剛性が高められる。したがって、蓄電素子200の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子200の損傷をより抑制することができる。
According to this, since the second projecting
また、第一突出部438は、第一プレート430の一縁の全長にわたって連続して延設されている。
Also, the first projecting
これによれば、第一プレート430の一縁の全長にわたって第一突出部438が連続して延設されているので、第一プレート430自体の剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート400自体の剛性が高められる。したがって、蓄電素子200の膨張をより確実に抑制することができ、蓄電素子200の損傷をより抑制することができる。
According to this, since the first projecting
また、蓄電装置10は、所定の方向(X軸方向)に配列された複数の蓄電素子200と、複数の蓄電素子200を所定の方向で挟む一対のエンドプレート400と、所定の方向に沿って延設されて一対のエンドプレート400に連結される連結部(サイドプレート500及びボトムプレート600)と、一対のエンドプレート400を所定の方向で挟む位置に配置される一対のエンドスペーサ800と、複数の蓄電素子200、一対のエンドプレート400、連結部及び一対のエンドスペーサ800を収容する外装体100と、を備えている。エンドスペーサ800は、所定の方向で重なり合うエンドプレート400の中央部を露出させた状態で、当該エンドプレート400の外周縁の一部に沿って配置されている。
In addition, the
これによれば、エンドスペーサ800が、エンドプレート400の中央部を露出させているので、蓄電素子200の中央部が膨張することに起因したエンドプレート400の変形を許容することが可能である。したがって、膨張した蓄電素子200に対する機械的な負荷を抑制することができる。
According to this, since the
また、エンドスペーサ800は、エンドプレート400の外周縁の一部に沿って配置されているので、所定の方向視における外装体100の内縁の少なくとも一辺に対しエンドスペーサ800が対向して配置される。所定方向視における外装体100の内縁は、外装体100の2つの壁面の角部であるため、例えば壁面の中央部と比較しても高強度である。つまり、外装体100の内縁は変形しにくい箇所と言える。この内縁の少なくとも一辺でエンドスペーサを受けているので、外装体100の内容物の移動を安定して規制することが可能である。
In addition, since the
また、外装体100において比較的高強度な内縁でエンドスペーサ800を受けているので、外装体100の内容物が振動で所定方向に移動したとしても、外装体100を損傷しにくくすることができる。
In addition, since the
また、外装体100は、上方に開口が形成された外装体本体110と、外装体本体110の開口を覆う外装体蓋体120とを備えている。エンドスペーサ800は、エンドプレート400の外周縁のうち、上方の部分を除いて、他の外周縁に沿って配置されている。
The
ここで、外装体100において、外装体本体110と外装体蓋体120との接合部分に対応する箇所は、外装体100における他の部分よりも脆弱な箇所である。本実施の形態のエンドスペーサ800では、エンドプレート400の外周縁のうち、上方の部分を除いて他の外周縁に沿って配置されているので、蓄電素子200の中央部及び上部が膨張したとしても、その変形が外装体本体110と外装体蓋体120との接合部分に伝達されにくい。したがって、蓄電素子200の膨張を起因とした接合部分の損傷を抑制することができる。
Here, in the
また、蓄電装置10は、エンドプレート400に連結部を締結するボルト(接続部材500a及び600a)を有している。エンドスペーサ800には、ボルトの頭部500b及び600bが収容される貫通孔813及び814が形成されている。エンドスペーサ800の肉厚は、ボルトの頭部500b及び600bの肉厚よりも厚い。
これによれば、エンドスペーサ800の肉厚がボルトの頭部500b及び600bの肉厚よりも厚いので、ボルトの頭部500b及び600bがエンドスペーサ800から突出しない。このため、外装体100が外部から衝撃を受けたとしてもエンドスペーサ800が受け止め、当該衝撃がボルトの頭部500b及び600bには直接的に伝達されにくい。したがって、ボルトの損傷を抑制することが可能である。
According to this, the bolt heads 500b and 600b do not protrude from the
[7 変形例の説明]
以上、本実施の形態に係る蓄電装置10について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。以降の説明において、上記実施の形態と同一の部分においては同一の符号を付しその説明を省略する場合がある。
[7 Description of Modifications]
Although
例えば、上記実施の形態では、エンドスペーサ800がエンドプレート400に固定されていない場合を例示した。しかしながら、エンドスペーサ800がエンドプレート400に固定されていてもよい。具体的には、エンドスペーサ800の各貫通孔813及び814の周縁部に対しカラーを埋め込み、接続部材500a及び600aの頭部500b及び600bが各カラーを噛み込む構造であってもよい。この場合、カラーと接続部材500a及び600aとが、エンドプレート400に固定されるスペーサ固定部となる。
For example, in the above embodiment, the case where the
これによれば、エンドスペーサ800には、エンドプレート400に対して固定されるスペーサ固定部が設けられているので、スペーサ固定部によりエンドプレート400とエンドスペーサ800との一体性を高めることができる。したがって、蓄電装置10が振動を受けたとしても、エンドプレート400とエンドスペーサ800との間の相対的な変位を抑制することができる。これにより、当該相対的な変位を起因とした、蓄電装置10内の各部材の損傷を抑制できる。
According to this, since the
なお、スペーサ固定部は、エンドプレート400に対して固定されるのであれば、上記した形態に限定されない。例えば、エンドプレート400に対して相互に係合し合う係合構造をスペーサ固定部としてもよいし、エンドプレート400に対して溶着あるいは接着された接合部位をスペーサ固定部としてもよい。
Note that the spacer fixing portion is not limited to the form described above as long as it is fixed to the
また、スペーサ固定部は、バスバーホルダ900に固定されてもよい。図10は、変形例に係るエンドスペーサ810Aを示す平面図である。図10ではスペーサ固定部850aがスナップフィット構造を有する場合を例示する。
Also, the spacer fixing portion may be fixed to the
図10に示すように、エンドスペーサ810Aの各側縁部812aには、上端部にスペーサ固定部850aをなす一対の爪部851が設けられている。一対の爪部851は、弾性変形自在な部位であり、互いに間隔をあけて配置されている。一対の爪部851の先端部には、外方に突出した突起852が形成されている。
As shown in FIG. 10, each side edge portion 812a of the
バスバーホルダ900は、エンドスペーサ810Aの各側縁部812aの上端部に重なる部位を有している。バスバーホルダ900において、各側縁部812aの一対の爪部851に対向する部位には、係合孔部910が形成されている。係合孔部910には、一対の爪部851が挿入されて突起852が引っかかることで、一対の爪部851が係止される。これにより、スペーサ固定部850aが、バスバーホルダ900に固定される。
The
このように、エンドスペーサ810Aには、バスバーホルダ900に対して固定されるスペーサ固定部850aが設けられているので、スペーサ固定部850aによりバスバーホルダ900とエンドスペーサ810Aとの一体性を高めることができる。したがって、蓄電装置10が振動を受けたとしても、バスバーホルダ900とエンドスペーサ810Aとの間の相対的な変位を抑制することができる。
As described above, the
なお、バスバーホルダ900に固定されるスペーサ固定部は、バスバーホルダ900に対して固定されるのであれば、上記した形態に限定されない。例えば、バスバーホルダ900に対して溶着あるいは接着された接合部位をスペーサ固定部としてもよい。また、バスバーホルダ用のスペーサ固定部と、エンドプレート用のスペーサ固定部との両者が一つのエンドスペーサに設けられていてもよい。
Note that the spacer fixing portion fixed to the
また、エンドスペーサと外装体本体の内面とが係合しあう構造であってもよい。図11は、変形例に係るエンドスペーサ810Bと外装体本体110Bとの係合構造を示す部分断面図である。
Alternatively, the structure may be such that the end spacer and the inner surface of the exterior main body are engaged with each other. FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing an engagement structure between an
図11に示すように、外装体本体110Bにおけるエンドスペーサ810Bに対向する内面には、所定の間隔をあけて配列された複数の第一リブ111が設けられている。複数の第一リブ111は、X軸方向に突出した部位であり、例えばY軸方向に所定の間隔をあけて配列されている。各第一リブ111は、Z軸方向に沿って延設されている。
As shown in FIG. 11, a plurality of
エンドスペーサ810Bにおける外装体本体110Bの内面に対向する主面には、複数の第一リブ111間に配置される複数の第二リブ881が設けられている。複数の第二リブ881は、X軸方向に突出した部位であり、例えばY軸方向に所定の間隔をあけて配列されている。各第二リブ881は、Z軸方向に沿って延設されている。各第二リブ881は、外装体本体110Bの複数の第一リブ111間に配置されているので、蓄電装置10が振動した場合には第一リブ111と第二リブ881とが干渉し合う。この干渉によって外装体本体110B内でのエンドスペーサ810Bの変位を抑制することが可能である。これにより、エンドスペーサ810Bの変位を起因とした、蓄電装置10内の各部材の損傷を抑制できる。なお、第二リブ881は、1つであってもよい。また、第二リブ881は、複数の第一リブ111の間に嵌合していれば、エンドスペーサ810Bの変位抑制効果をより高めることが可能である。
A plurality of
また、上記実施の形態では、平面視略U字状のエンドスペーサ800を例示した。しかしながら、エンドスペーサは、エンドプレート400の中央部を露出させた状態で、当該エンドプレートの外周縁の一部に沿って配置される形状であれば如何様でもよい。
Moreover, in the above-described embodiment, the
図12は、変形例に係るエンドスペーサ810Cの構成を示す斜視図である。図12に示すように、エンドスペーサ810Cは、一対の側縁部812を繋ぐ梁部860が各側縁部812の上部から連続して延設されている。具体的には、梁部860は、各側縁部812の上端から間隔をあけて低い箇所に設けられている。この場合においても、一対の側縁部812、梁部860及び下縁部811とで囲まれた領域が、エンドプレート410の中央部を露出させている。なお、その他の形状としては、一対の側縁部812のみからなるエンドスペーサなどが挙げられる。この場合、一対の側縁部812は互いに分離された構造である。
FIG. 12 is a perspective view showing the configuration of an
また、上記実施の形態では、二枚式のエンドプレート400を例示したが、一枚式のエンドプレートであってもよい。この場合、エンドプレートは、第一プレート及び第二プレートの一方のみを有することになり、第一突出部は、その一方のプレートに設けられていればよい。
Also, in the above-described embodiment, the two-plate
また、上記実施の形態では、第一プレート430と第二プレート440とが別部材であるエンドプレート400を例示した。しかしながら一枚の板金を折り曲げ加工することで、第一プレートと第二プレートとが連続したエンドプレートであってもよい。
Moreover, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、エンドプレート400と蓄電素子200との間に中間スペーサ340が介在している場合を例示したが、エンドプレートと蓄電素子とは直接的に重なっていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Forms constructed by arbitrarily combining the constituent elements included in the above embodiments and modifications thereof are also included within the scope of the present invention.
本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a power storage device having a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
10 蓄電装置
100 外装体
110、100B 外装体本体
111 第一リブ
120 外装体蓋体
121 外部端子
200 蓄電素子
210 容器
211 長側面
212 短側面
213 底面
220 容器本体
230 蓋体
231 ガス排出弁
240 電極端子
250 上部ガスケット
260 溶接部
300、310、320、330、340 中間スペーサ
400、410、420 エンドプレート
430 第一プレート
431 凹部
432、432a、432b、432c 凸部
433 底壁
434、434a、434b、434c 天壁
435 上側壁
436 下側壁
437、813、814 貫通孔
438 第一突出部
440 第二プレート
441 平板部
442 第二突出部
443 逃し部
444、510、610 絞り部
445 壁部
450 ナット
500、501、502 サイドプレート(連結部)
500a、600a 接続部材(ボルト)
500b、600b 頭部
600 ボトムプレート(連結部)
700 バスバー
800、810、810A、810B、810C、820 エンドスペーサ
811 下縁部
812、812a 側縁部
850a スペーサ固定部
851 爪部
852 突起
860 梁部
881 第二リブ
900 バスバーホルダ
910 係合孔部
10
500a, 600a Connection member (bolt)
500b,
700
Claims (5)
所定の方向に配列された複数の前記蓄電素子を前記所定の方向で挟む一対のエンドプレートと、
前記所定の方向に沿って延設されて前記一対のエンドプレートに連結される連結部とを備え、
前記一対のエンドプレートの少なくとも一方は、前記容器本体と前記蓋体とにおける溶接部に前記所定の方向視で重なる部位が、前記蓄電素子とは反対側に向けて突出する第一突出部である
蓄電装置。 a plurality of power storage elements each having a container body and a lid body that closes the container body and is welded to the container body;
a pair of end plates sandwiching the plurality of electric storage elements arranged in a predetermined direction in the predetermined direction;
a connecting portion extending along the predetermined direction and connected to the pair of end plates;
At least one of the pair of end plates has a first projecting portion that overlaps the welded portion between the container body and the lid when viewed in the predetermined direction and projects in a direction opposite to the storage element. storage device.
前記第一突出部を有する第一プレートと、
前記第一プレートと複数の前記蓄電素子との間に配置され、前記第一プレートに重なる第二プレートとを有する
請求項1に記載の蓄電装置。 the at least one end plate,
a first plate having the first protrusion;
The power storage device according to claim 1, further comprising a second plate disposed between the first plate and the plurality of power storage elements and overlapping the first plate.
前記第一突出部と反対方向に窪んだ複数の凹部と、
隣り合う凹部間であり、前記第一突出部と同方向に突出した少なくとも1つの凸部とを有し、
前記第二プレートは、前記複数の凹部の全てに当接する平板部を有する
請求項2に記載の蓄電装置。 The first plate is
a plurality of recesses recessed in a direction opposite to the first protrusion;
having at least one protrusion between adjacent recesses and protruding in the same direction as the first protrusion;
The power storage device according to claim 2, wherein the second plate has a flat plate portion that abuts on all of the plurality of recesses.
請求項2または3に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 2 or 3, wherein the second plate has a second protrusion that protrudes in the same direction as the first protrusion and extends in a direction that intersects with the predetermined direction.
請求項2~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to any one of claims 2 to 4, wherein the first protrusion extends continuously over the entire length of one edge of the first plate.
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