JP2024068439A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
【課題】耐振動性または耐衝撃性の向上を図ることができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置1は、第一方向に並ぶ蓄電素子100及びスペーサ200aと、蓄電素子100及びスペーサ200aを収容するケース300と、を備え、ケース300は、第一方向と直交する第二方向においてスペーサ200aと対向するケース壁部311を有し、スペーサ200aは、第一方向で蓄電素子100と対向するスペーサ本体210と、スペーサ本体210からケース壁部311に向けて突出する突出部230と、を有し、突出部230は、スペーサ本体210に接続される、第二方向の一方側の端部である第一部231と、ケース壁部311に対向する、第二方向の他方側の端部である第二部232と、第一部231及び第二部232の間に配置され、第二方向と交差する方向に延びる第三部233と、を有する。【選択図】図6[Problem] To provide an energy storage device that can improve vibration resistance or impact resistance. [Solution] The energy storage device 1 includes energy storage elements 100 and spacers 200a aligned in a first direction, and a case 300 that houses the energy storage elements 100 and spacers 200a, the case 300 having a case wall portion 311 that faces the spacers 200a in a second direction perpendicular to the first direction, the spacer 200a having a spacer body 210 that faces the energy storage elements 100 in the first direction, and a protruding portion 230 that protrudes from the spacer body 210 toward the case wall portion 311, the protruding portion 230 having a first portion 231 that is an end portion on one side in the second direction that is connected to the spacer body 210, a second portion 232 that is an end portion on the other side in the second direction that faces the case wall portion 311, and a third portion 233 that is disposed between the first portion 231 and the second portion 232 and extends in a direction intersecting the second direction. [Selected Figure] FIG.
Description
本発明は、蓄電素子とスペーサとケースとを備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to an energy storage device that includes an energy storage element, a spacer, and a case.
従来、蓄電素子と、スペーサと、蓄電素子及びスペーサを収容するケースと、を備える蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献1には、二次電池セル(蓄電素子)と、二次電池セル間に挿入される仕切り部材(スペーサ)とがケースに収容された二次電池装置(蓄電装置)が開示されている。 Conventionally, a storage battery device including a storage element, a spacer, and a case that houses the storage element and the spacer is widely known. For example, Patent Document 1 discloses a secondary battery device (storage battery device) in which secondary battery cells (storage elements) and a partition member (spacer) inserted between the secondary battery cells are housed in a case.
蓄電素子及びスペーサがケースに収容される蓄電装置においては、ケース内での蓄電素子及びスペーサの保護を図る上で、耐振動性または耐衝撃性(外部からの振動または衝撃に対する耐性)の向上を図ることが望まれる。しかしながら、上記従来のような構成の蓄電装置では、十分に耐振動性または耐衝撃性の向上を図れていないおそれがある。 In an energy storage device in which a storage element and a spacer are housed in a case, it is desirable to improve vibration resistance or impact resistance (resistance to external vibration or impact) in order to protect the storage element and spacer within the case. However, in an energy storage device with the above-mentioned conventional configuration, there is a risk that the vibration resistance or impact resistance cannot be sufficiently improved.
本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、耐振動性または耐衝撃性の向上を図ることができる蓄電装置を提供することを目的とする。 The present invention was made by the inventors of the present application by focusing on the above-mentioned problem, and aims to provide an electricity storage device that can improve vibration resistance or shock resistance.
本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に並ぶ蓄電素子及びスペーサと、前記蓄電素子及び前記スペーサを収容するケースと、を備え、前記ケースは、前記第一方向と直交する第二方向において前記スペーサと対向するケース壁部を有し、前記スペーサは、前記第一方向で前記蓄電素子と対向するスペーサ本体と、前記スペーサ本体から前記ケース壁部に向けて突出する突出部と、を有し、前記突出部は、前記スペーサ本体に接続される、前記第二方向の一方側の端部である第一部と、前記ケース壁部に対向する、前記第二方向の他方側の端部である第二部と、前記第一部及び前記第二部の間に配置され、前記第二方向と交差する方向に延びる第三部と、を有する。 The energy storage device according to one aspect of the present invention includes an energy storage element and a spacer arranged in a first direction, and a case that houses the energy storage element and the spacer. The case has a case wall that faces the spacer in a second direction perpendicular to the first direction. The spacer has a spacer body that faces the energy storage element in the first direction, and a protrusion that protrudes from the spacer body toward the case wall. The protrusion has a first part that is an end on one side of the second direction that is connected to the spacer body, a second part that is an end on the other side of the second direction that faces the case wall, and a third part that is disposed between the first part and the second part and extends in a direction that intersects with the second direction.
本発明における蓄電装置によれば、耐振動性または耐衝撃性の向上を図ることができる。 The energy storage device of the present invention can improve vibration resistance or impact resistance.
(1)本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に並ぶ蓄電素子及びスペーサと、前記蓄電素子及び前記スペーサを収容するケースと、を備え、前記ケースは、前記第一方向と直交する第二方向において前記スペーサと対向するケース壁部を有し、前記スペーサは、前記第一方向で前記蓄電素子と対向するスペーサ本体と、前記スペーサ本体から前記ケース壁部に向けて突出する突出部と、を有し、前記突出部は、前記スペーサ本体に接続される、前記第二方向の一方側の端部である第一部と、前記ケース壁部に対向する、前記第二方向の他方側の端部である第二部と、前記第一部及び前記第二部の間に配置され、前記第二方向と交差する方向に延びる第三部と、を有する。 (1) An energy storage device according to one aspect of the present invention includes an energy storage element and a spacer arranged in a first direction, and a case that houses the energy storage element and the spacer. The case has a case wall that faces the spacer in a second direction perpendicular to the first direction. The spacer has a spacer body that faces the energy storage element in the first direction, and a protrusion that protrudes from the spacer body toward the case wall. The protrusion has a first part that is an end on one side of the second direction that is connected to the spacer body, a second part that is an end on the other side of the second direction that faces the case wall, and a third part that is disposed between the first part and the second part and extends in a direction that intersects with the second direction.
これによれば、蓄電装置において、スペーサの突出部は、スペーサ本体に接続される第二方向の一方側の第一部と、ケース壁部に対向する第二方向の他方側の第二部と、第一部及び第二部の間に配置され、第二方向と交差する方向に延びる第三部と、を有している。このように、スペーサの突出部が、第二方向と交差する方向に延びる第三部を有することで、蓄電装置が第二方向における振動または衝撃を受けた場合に、当該突出部が当該振動または衝撃を吸収できる。これにより、蓄電装置の耐振動性または耐衝撃性を向上できる。 According to this, in the energy storage device, the protruding portion of the spacer has a first portion on one side in the second direction that is connected to the spacer body, a second portion on the other side in the second direction that faces the case wall portion, and a third portion that is disposed between the first and second portions and extends in a direction intersecting the second direction. In this way, by having the protruding portion of the spacer have a third portion that extends in a direction intersecting the second direction, when the energy storage device is subjected to vibration or impact in the second direction, the protruding portion can absorb the vibration or impact. This can improve the vibration resistance or impact resistance of the energy storage device.
(2)上記(1)に記載の蓄電装置において、前記第二部は、前記ケース壁部に接触し、前記第三部は、前記ケース壁部から離間して配置される、としてもよい。 (2) In the energy storage device described in (1) above, the second portion may be in contact with the case wall, and the third portion may be spaced apart from the case wall.
これによれば、スペーサの突出部において、第二部がケース壁部に接触し、第三部がケース壁部から離間することで、当該突出部が振動または衝撃を吸収しやすい構造である。 With this, the second part of the protruding portion of the spacer comes into contact with the case wall and the third part is spaced apart from the case wall, making it easier for the protruding portion to absorb vibrations or shocks.
(3)上記(1)または(2)に記載の蓄電装置において、前記スペーサ本体と前記第三部との間には隙間が形成されている、としてもよい。 (3) In the energy storage device described in (1) or (2) above, a gap may be formed between the spacer body and the third portion.
これによれば、スペーサにおいて、スペーサ本体と突出部の第三部との間に隙間が形成されていることで、第三部がスペーサ本体に対して移動できるため、突出部が振動または衝撃を吸収できる。 In this way, a gap is formed between the spacer body and the third part of the protrusion in the spacer, allowing the third part to move relative to the spacer body, and therefore allowing the protrusion to absorb vibrations or shocks.
(4)上記(1)から(3)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記突出部は、前記第一部及び前記第二部の少なくとも一方と前記第三部との間に、前記第三部から屈曲または湾曲した曲げ部を有する、としてもよい。 (4) In the energy storage device described in any one of (1) to (3) above, the protrusion may have a bent portion that is bent or curved from the third portion between at least one of the first portion and the second portion and the third portion.
これによれば、スペーサの突出部が、第一部及び第二部の少なくとも一方と第三部との間に曲げ部を有することで、突出部が振動または衝撃を吸収しやすい。 With this, the protruding portion of the spacer has a bent portion between at least one of the first and second portions and the third portion, making it easier for the protruding portion to absorb vibrations or shocks.
(5)上記(1)から(4)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記第三部は、前記第二方向から見て、前記第一部から、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向に向けて延びる、としてもよい。 (5) In the energy storage device described in any one of (1) to (4) above, the third portion may extend from the first portion in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction when viewed from the second direction.
スペーサの突出部の第三部が、第二方向から見て第一部から第一方向に延びる構成の場合、突出部が振動または衝撃を吸収する際に、スペーサが第一方向に傾くおそれがある。第一方向は、蓄電素子及びスペーサの並び方向であるため、スペーサが第一方向に傾くと蓄電素子に向けて傾くことになり、蓄電素子に影響を及ぼすおそれがある。このため、第三部が、第二方向から見て第一部から第三方向に延びることで、スペーサが第一方向に傾いて蓄電素子に影響を及ぼすのを抑制できる。 When the third portion of the spacer protrusion extends from the first portion in the first direction when viewed from the second direction, there is a risk that the spacer will tilt in the first direction when the protrusion absorbs vibration or impact. Since the first direction is the direction in which the energy storage element and the spacer are arranged, if the spacer tilts in the first direction, it will tilt toward the energy storage element, which may affect the energy storage element. Therefore, by having the third portion extend from the first portion in the third direction when viewed from the second direction, it is possible to prevent the spacer from tilting in the first direction and affecting the energy storage element.
(6)上記(1)から(5)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記ケース壁部は、前記ケースの側壁であり、前記突出部は、前記スペーサ本体から前記側壁に向けて突出する、としてもよい。 (6) In the energy storage device described in any one of (1) to (5) above, the case wall portion may be a side wall of the case, and the protrusion portion may protrude from the spacer body toward the side wall.
これによれば、スペーサの突出部が、ケースの側壁に向けて突出することで、スペーサが当該側壁の向く方向(横方向)における振動または衝撃を受けた場合に、突出部が当該振動または衝撃を吸収できる。 With this, the protruding portion of the spacer protrudes toward the side wall of the case, so that when the spacer receives vibration or impact in the direction in which the side wall faces (horizontal direction), the protruding portion can absorb the vibration or impact.
(7)上記(1)から(6)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記ケース壁部は、前記ケースの底壁であり、前記突出部は、前記スペーサ本体から前記底壁に向けて突出する、としてもよい。 (7) In the energy storage device described in any one of (1) to (6) above, the case wall portion may be a bottom wall of the case, and the protrusion portion may protrude from the spacer body toward the bottom wall.
これによれば、スペーサの突出部が、ケースの底壁に向けて突出することで、スペーサが当該底壁の向く方向(縦方向)における振動または衝撃を受けた場合に、突出部が当該振動または衝撃を吸収できる。 With this, the protruding portion of the spacer protrudes toward the bottom wall of the case, so that when the spacer receives vibration or impact in the direction in which the bottom wall faces (vertical direction), the protruding portion can absorb the vibration or impact.
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。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。 The following describes an energy storage device according to an embodiment of the present invention (including its variations) with reference to the drawings. The embodiments described below are all comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, component placement and connection forms, manufacturing processes, and the order of manufacturing processes shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present invention. In each figure, dimensions are not strictly shown. In each figure, the same or similar components are given the same reference numerals.
以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の端子の並び方向、蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、または、蓄電ユニットの並び方向を、X軸方向と定義する。蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、蓄電素子若しくはスペーサの厚み方向(扁平方向)、蓄電ユニットが有する複数の蓄電素子の並び方向、または、蓄電ユニットが有する蓄電素子とスペーサとの並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電素子の端子の突出方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、ケースのケース本体と蓋体との並び方向、ケース本体の開口及び底壁の対向方向、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。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 X-axis direction is defined as the direction in which a pair of terminals of the storage element are arranged, the direction in which a pair of short sides of the storage element container face each other, or the direction in which the storage units are arranged. The Y-axis direction is defined as the direction in which a pair of long sides of the storage element container face each other, the thickness direction (flat direction) of the storage element or spacer, the direction in which the storage elements of the storage unit are arranged, or the direction in which the storage elements of the storage unit and the spacer are arranged. The Z-axis direction is defined as the direction in which the terminals of the storage element protrude, the direction in which the container body and the container lid of the storage element are arranged, the direction in which the case body and the lid of the case are arranged, the direction in which the opening and the bottom wall of the case body face each other, or the up-down direction. The X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction intersect with each other (orthogonal in this embodiment). Depending on the mode of use, the Z-axis direction may not be the up-down direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described below as the up-down direction.
以下の説明において、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。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。X軸方向の一方側及び他方側という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向のうちの一方及び他方を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。以下の実施の形態では、Y軸方向を第一方向とも呼び、Z軸方向を第二方向とも呼び、X軸方向を第三方向とも呼ぶ。平行及び直交等の、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つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。 In the following description, the positive X-axis direction refers to the direction of the X-axis arrow, and the negative X-axis direction refers to the opposite direction to the positive X-axis direction. When simply referring to the X-axis direction, it refers to both the positive X-axis direction and the negative X-axis direction, or either one of them. When referring to one side and the other side of the X-axis direction, it refers to one side and the other of the positive X-axis direction and the negative X-axis direction. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction. In the following embodiments, the Y-axis direction is also called the first direction, the Z-axis direction is also called the second direction, and the X-axis direction is also called the third direction. Expressions indicating relative directions or attitudes, such as parallel and perpendicular, also include cases where the directions or attitudes are not strictly the same. For example, two directions being parallel not only means that the two directions are completely parallel, but also means that the directions are substantially parallel, that is, that there is a difference of, for example, about a few percent. In the following description, when the term "insulation" is used, it means "electrical insulation".
(実施の形態)
[1 蓄電装置1の説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置1の概略構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る蓄電装置1の構成を示す斜視図である。図1では、蓄電装置1において、ケース300のケース本体310から蓋体320を取り外した状態を示している。これにより、図1では、ケース300の内方に配置される2つの蓄電ユニット10が図示されている。図2は、本実施の形態に係る蓄電装置1が備える蓄電ユニット10が有する蓄電素子100及びスペーサ200を示す分解斜視図である。図2は、蓄電ユニット10が有する構成要素を分解し、そのうちの2つの蓄電素子100及び3つのスペーサ200(スペーサ200a)を図示している。
(Embodiment)
[1. Description of the Power Storage Device 1]
First, a schematic configuration of the energy storage device 1 in this embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the energy storage device 1 according to this embodiment. FIG. 1 shows a state in which a
蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置である。蓄電装置1は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される。蓄電装置1は、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、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)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。蓄電装置1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。 The power storage device 1 is a device that can charge electricity from an external source and discharge electricity to the outside. The power storage device 1 is used for power storage or power supply. The power storage device 1 is used as a battery for driving or starting the engine of a moving object such as an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a railway vehicle for an electric railway. Examples of the above-mentioned automobiles include electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and fossil fuel (gasoline, diesel, liquefied natural gas, etc.) vehicles. Examples of the above-mentioned railway vehicles for an electric railway include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid electric trains equipped with both a diesel engine and an electric motor. The power storage device 1 can also be used as a stationary battery for home or business use.
図1に示すように、蓄電装置1は、蓄電ユニット10と、蓄電ユニット10を収容するケース300と、を備えている。蓄電装置1は、外部の装置と電気的に接続するための外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)等も備えているが、それらの図示及び説明は省略する。蓄電装置1は、上記の構成要素の他、蓄電ユニット10の充電状態及び放電状態等を監視または制御する回路基板及びリレー等の電気機器等も備えていてもよい。
As shown in FIG. 1, the energy storage device 1 includes an
蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100を有する電池モジュール(組電池)である。蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100が、スペーサ200と交互にY軸方向(第一方向)に並べられることで、Y軸方向に長い略直方体形状を有している。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット10が、ケース300の内方に収容されている。蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100と、複数のスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)と、を有している。蓄電ユニット10は、蓄電素子100を直列または並列に接続するバスバー、バスバーを保持するバスバーフレーム、及び、蓄電素子100と外部端子とを接続するバスバー等も備えているが、それらの図示は省略する。バスバーは、全ての蓄電素子100を直列に接続してもよいし、いずれかの蓄電素子100を並列に接続してから直列に接続してもよいし、全ての蓄電素子100を並列に接続してもよい。
The
蓄電素子100は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池(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100は、Y軸方向に扁平な直方体形状(角形、角型)を有している。本実施の形態では、複数の蓄電素子100がY軸方向に並んで配列されているが、配列される蓄電素子100の個数は特に限定されず、1個でもよいし、数十個でもよいし、それ以上でもよい。蓄電素子100の大きさ及び形状も特に限定されず、長円柱形状、楕円柱形状、円柱形状、直方体以外の多角柱形状等でもよい。蓄電素子100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100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100は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子100は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。
The
スペーサ200は、Y軸方向(第一方向)において蓄電素子100と並んで配置され、蓄電素子100と他の部材とを絶縁及び/又は断熱する、Y軸方向に扁平な部材である。スペーサ200は、蓄電素子100のY軸プラス方向またはY軸マイナス方向に配置されて、蓄電素子100同士または蓄電素子100とケース300とを絶縁及び/又は断熱する絶縁板または断熱板である。スペーサ200は、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)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、マイカ等の断熱性を有する部材等により形成されている。
The spacer 200 is a flat member in the Y-axis direction (first direction) that is arranged alongside the
スペーサ200は、蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有することで、蓄電素子100を保持し、蓄電素子100の位置決めを行うホルダの機能も有している。蓄電ユニット10のY軸方向中央位置(中央位置の2つの蓄電素子100の間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200bと称する。蓄電ユニット10のY軸方向両端部(端部の蓄電素子100とケース300との間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200cと称する。スペーサ200bとスペーサ200cとの間(中央位置以外の2つの蓄電素子100の間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200aと称する。スペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)は、蓄電素子100と交互に配置される。図2では、蓄電素子100とスペーサ200aとが交互に配置された構成を示しているが、スペーサ200aは、スペーサ200b及び200cとともに、蓄電素子100と交互に配置される。
The spacer 200 has walls on both sides of the
具体的には、図2に示すように、スペーサ200aは、スペーサ200aのY軸方向両側に配置される2つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該2つの蓄電素子100を保持する中間スペーサ(中間ホルダ)である。同様に、スペーサ200bは、スペーサ200bのY軸方向両側に配置される2つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該2つの蓄電素子100を保持するセンタープレート(センタースペーサまたはセンターホルダ)である。スペーサ200bは、Y軸方向に長い蓄電ユニット10の剛性を高める機能を有している。スペーサ200cは、スペーサ200cのY軸方向片側に配置される1つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該1つの蓄電素子100を保持するエンドスペーサ(エンドホルダ)である。
2, the spacer 200a is an intermediate spacer (intermediate holder) that has walls on both sides in the X-axis direction and on both sides in the Z-axis direction of two
つまり、蓄電ユニット10のY軸方向中央部に位置する蓄電素子100は、スペーサ200a及びスペーサ200bに保持される。蓄電ユニット10のY軸方向端部に位置する蓄電素子100は、スペーサ200a及びスペーサ200cに保持される。それ以外の蓄電素子100は、2つのスペーサ200aに保持される。全てのスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)が同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかのスペーサ200が異なる材質の部材で形成されていてもよい。
That is, the
ケース300は、蓄電装置1の外装体(外殻)を構成する略直方体形状(箱形)の容器である。ケース300は、蓄電ユニット10の外方に配置され、蓄電ユニット10を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。ケース300は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材によって形成された金属ケースである。本実施の形態では、ケース300は、アルミニウムのダイカスト(アルミダイカスト)により形成されている。ケース300は、蓄電ユニット10が有するスペーサ200に採用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材で形成されていてもよい。
The
図1に示すように、ケース300は、ケース300の本体を構成するケース本体310と、ケース300の蓋体を構成する蓋体320と、を有している。ケース本体310は、Z軸プラス方向に開口310aが形成されたハウジング(筐体)であり、蓄電ユニット10(蓄電素子100並びにスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c))を収容する。蓋体320は、ケース本体310の開口310aを塞ぐ扁平な矩形状の部材である。ケース本体310には、X軸方向に並ぶ2つの矩形状の開口310aが形成されており、それぞれの開口310aから蓄電ユニット10が挿入された後に、ケース本体310と蓋体320とが、ボルト等によるネジ止め、溶接、接着等によって接合される。これにより、ケース300は、内部が密閉(密封)された構造となる。ケース本体310または蓋体320には、外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)の端子台が取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置されていてもよい。
As shown in FIG. 1, the
次に、蓄電素子100、ケース300(特に、ケース本体310)、及び、スペーサ200(特に、スペーサ200a)の構成について、詳細に説明する。
Next, the configurations of the
[1.1 蓄電素子100の説明]
図3は、本実施の形態に係る蓄電素子100の構成を示す斜視図である。図3は、図2に示した蓄電素子100を拡大して示している。蓄電ユニット10が有する複数の蓄電素子100は、全て同様の構成を有するため、図3では、1つの蓄電素子100を示し、かつ、以下では、1つの蓄電素子100の構成について詳細に説明する。
[1.1 Description of Energy Storage Element 100]
Fig. 3 is a perspective view showing a configuration of the
図3に示すように、蓄電素子100は、容器110と、一対(正極及び負極)の端子140と、を有している。容器110の内方には、電極体と、一対(正極及び負極)の集電体と、電解液(非水電解質)とが収容され、端子140及び集電体と容器110との間にはガスケットが配置されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子100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。ガスケットは、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。蓄電素子100は、上記の構成要素の他、電極体の側方に配置されるスペーサ、電極体等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器110の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)等を有していてもよい。
As shown in FIG. 3, the
容器110は、開口が形成された容器本体120と、容器本体120の当該開口を閉塞する容器蓋部130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120は、容器110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。容器蓋部130は、容器110の蓋部を構成するX軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体120のZ軸プラス方向に配置されている。容器蓋部130には、容器110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131、及び、容器110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110(容器本体120及び容器蓋部130)の材質は、特に限定されず、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110は、電極体等を容器本体120の内方に収容後、容器本体120と容器蓋部130とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉(密封)される。容器110は、Y軸方向両側の側面に一対の長側面111を有し、X軸方向両側の側面に一対の短側面112を有し、Z軸マイナス方向側に底面113を有している。長側面111は、容器110の長側面を形成する矩形状の平面部であり、隣り合うスペーサ200とY軸方向において対向して配置される。長側面111は、短側面112及び底面113に隣接し、短側面112よりも面積が大きい。短側面112は、容器110の短側面を形成する矩形状の平面部であり、スペーサ200の壁部及びケース300とX軸方向において対向して配置される。短側面112は、長側面111及び底面113に隣接し、長側面111よりも面積が小さい。底面113は、容器110の底面を形成する矩形状の平面部であり、スペーサ200の壁部及びケース300の底壁とZ軸方向において対向して配置される。底面113は、長側面111及び短側面112に隣接して配置される。
After the electrode body and the like are accommodated inside the
端子140は、容器蓋部130に配置される、蓄電素子100の電極端子(正極端子及び負極端子)である。具体的には、端子140は、容器蓋部130の上面(端子配置面)からZ軸プラス方向に突出した状態で配置される。端子140は、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、端子140は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子100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100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。端子140は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。
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Y軸方向に積層されて形成されている。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 body is a storage element (power generating element) formed by stacking a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator. The positive electrode plate is a positive electrode active material layer formed on a positive electrode substrate layer, which is a current collector foil made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy. The negative electrode plate is a negative electrode active material layer formed on a negative electrode substrate layer, which is a current collector foil made of a metal such as copper or a copper alloy. As the active material used in the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, any known material can be used as long as it can absorb and release lithium ions. The separator can be a microporous sheet or nonwoven fabric made of resin. In this embodiment, the electrode body is formed by stacking the electrode plates (positive electrode plate and negative electrode plate) in the Y-axis direction. The electrode body may be any type of electrode body, such as a wound type electrode body formed by winding the electrode plates (positive electrode plate and negative electrode plate), a stack type (stack type) electrode body formed by stacking multiple flat electrode plates, or a bellows type electrode body in which the electrode plates are folded in a bellows shape.
集電体は、端子140と電極体とに電気的及び機械的に接続される導電性の集電部材(正極集電体及び負極集電体)である。正極集電体は、電極体の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、電極体の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 current collecting members (positive and negative current collectors) that are electrically and mechanically connected to the terminal 140 and the electrode body. The positive current collector is made of aluminum or an aluminum alloy, etc., like the positive electrode substrate layer of the positive electrode plate of the electrode body, and the negative current collector is made of copper or a copper alloy, etc., like the negative electrode substrate layer of the negative electrode plate of the electrode body.
[1.2 ケース本体310の説明]
次に、ケース300が有するケース本体310の構成について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係るケース本体310の構成を示す斜視図である。
[1.2 Description of case body 310]
Next, a detailed description will be given of the configuration of the
図4に示すように、ケース本体310は、ケース壁部311~314を有している。つまり、ケース本体310は、Z軸マイナス方向の底面部にケース壁部311を有し、X軸方向両側の側面部に一対のケース壁部312を有し、X軸方向中央部にケース壁部313を有し、Y軸方向両側の側面部に一対のケース壁部314を有している。ケース本体310は、ケース壁部311と、2つのケース壁部312と、ケース壁部313と、2つのケース壁部314とが一体化された1つの部材である。つまり、ケース本体310は、アルミダイカスト等により一体成形されて、1つの部材(一部品)として一体的に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
ケース壁部311は、ケース本体310の底壁(ケース300の底壁)である。ケース壁部311は、主面(最も面積が大きな面)がZ軸方向(第一方向と直交する第二方向)に向く姿勢で配置されて、ケース本体310の底面を形成する、XY平面に平行かつY軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部(底壁)である。ケース壁部311は、蓄電ユニット10(蓄電素子100並びにスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c))とZ軸方向(第二方向)において対向して配置される。具体的には、ケース壁部311は、蓄電ユニット10のZ軸マイナス方向の面の全面を覆うように蓄電ユニット10のZ軸マイナス方向に配置されて、蓄電ユニット10をZ軸マイナス方向から支持する。ケース壁部311は、ケース壁部312、313及び314に隣接した状態で配置される。
The
ケース壁部312は、ケース本体310の側壁(ケース300の側壁)である。ケース壁部312は、主面(最も面積が大きな面)がX軸方向(第三方向)に向く姿勢で配置されて、ケース本体310のX軸方向の側面(長側面)を形成する、YZ平面に平行かつY軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部(長側壁)である。ケース壁部312は、ケース壁部311のX軸方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット10(蓄電素子100並びにスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c))とX軸方向(第三方向)において対向して配置される。ケース壁部312は、ケース壁部311及び314に隣接する。本実施の形態では、ケース本体310のX軸方向両端部に、2つのケース壁部312が互いに対向して配置されている。X軸プラス方向のケース壁部312は、X軸プラス方向の蓄電ユニット10のX軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット10のX軸プラス方向に配置される。X軸マイナス方向のケース壁部312は、X軸マイナス方向の蓄電ユニット10のX軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット10のX軸マイナス方向に配置される。
The
ケース壁部313は、ケース本体310の仕切壁(ケース300の仕切壁)である。ケース壁部313は、主面(最も面積が大きな面)がX軸方向(第三方向)に向く姿勢で配置されて、ケース本体310の内方の空間を仕切る、Y軸方向に長い直方体形状の壁部(仕切壁)である。ケース壁部313は、ケース壁部311のX軸方向中央部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット10(蓄電素子100並びにスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c))とX軸方向(第三方向)において対向して配置される。具体的には、ケース壁部313は、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット10の間に配置される。ケース壁部313は、蓄電ユニット10の側方に位置する壁であるため、ケース本体310の側壁(ケース300の側壁)であるとも言える。ケース壁部313は、X軸プラス方向の蓄電ユニット10のX軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット10のX軸マイナス方向に配置される。ケース壁部313は、X軸マイナス方向の蓄電ユニット10のX軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット10のX軸プラス方向に配置される。ケース壁部313は、ケース壁部311及び314に隣接する。
The
ケース壁部314は、ケース本体310の側壁(ケース300の側壁)である。ケース壁部314は、主面(最も面積が大きな面)がY軸方向(第一方向)に向く姿勢で配置されて、ケース本体310のY軸方向の側面(短側面)を形成する、XZ平面に平行かつX軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部(短側壁)である。ケース壁部314は、ケース壁部311のY軸方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット10(スペーサ200のうちのスペーサ200c)とY軸方向(第一方向)において対向して配置される。ケース壁部314は、ケース壁部311、312及び313に隣接する。本実施の形態では、ケース本体310のY軸方向両端部に、2つのケース壁部314が互いに対向して配置されている。Y軸プラス方向のケース壁部314は、蓄電ユニット10(Y軸プラス方向のスペーサ200c)のY軸プラス方向の面のほぼ全面を覆うように、蓄電ユニット10(当該スペーサ200c)のY軸プラス方向に配置される。Y軸マイナス方向のケース壁部314は、蓄電ユニット10(Y軸マイナス方向のスペーサ200c)のY軸マイナス方向の面のほぼ全面を覆うように、蓄電ユニット10(当該スペーサ200c)のY軸マイナス方向に配置される。
The
以上のような構成により、ケース本体310には、Z軸プラス方向(第二方向の一方側)に向けて開口する開口310aが形成されている。つまり、2つのケース壁部312とケース壁部313と2つのケース壁部314とで、X軸方向に並ぶ2つの開口310aが形成されている。開口310aは、ケース本体310のケース壁部311と対向する位置に配置される、Z軸方向から見てY軸方向に長い矩形状の開口部である。開口310aは、蓄電ユニット10とZ軸方向で対向する位置に配置され、Z軸方向において蓄電ユニット10が通過可能な大きさに形成されている。つまり、開口310aは、ケース本体310のZ軸プラス方向の面が開口した開口部である。
With the above-mentioned configuration, the
[1.3 スペーサ200aの説明]
次に、スペーサ200のうちのスペーサ200aの構成について、詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係るスペーサ200aの構成を示す斜視図及び正面図である。具体的には、図5の(a)は、図2に示したスペーサ200aを拡大して示す斜視図である。図5の(b)は、図5の(a)に示したスペーサ200aの突出部230をY軸マイナス方向から見た構成を、さらに拡大して示す正面図である。蓄電ユニット10が有する複数のスペーサ200aは、全て同様の構成を有するため、図5では、1つのスペーサ200aを示し、かつ、以下では、1つのスペーサ200aの構成について詳細に説明する。
[1.3 Description of spacer 200a]
Next, the configuration of the spacer 200a of the spacer 200 will be described in detail. Fig. 5 is a perspective view and a front view showing the configuration of the spacer 200a according to the present embodiment. Specifically, Fig. 5(a) is a perspective view showing an enlarged view of the spacer 200a shown in Fig. 2. Fig. 5(b) is a front view showing a further enlarged view of the configuration of the protruding
図6は、本実施の形態に係るスペーサ200aとケース本体310との位置関係を示す断面図である。具体的には、図6の(a)は、ケース本体310にスペーサ200aを配置した状態において、ケース本体310をXZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。ケース本体310のX軸プラス方向の半分とX軸マイナス方向の半分とは、同様の構成を有するため、図6の(a)では、当該X軸プラス方向の半分について図示し、当該X軸マイナス方向の半分の図示は省略する。図6の(b)は、図6の(a)に示したスペーサ200aのX軸プラス方向の突出部230及びその周囲の構成を拡大して示す断面図である。スペーサ200aのX軸プラス方向の突出部230及びその周囲の構成と、X軸マイナス方向の突出部230及びその周囲の構成とは、同様の構成を有するため、図6の(b)では、当該X軸プラス方向の構成について図示し、当該X軸マイナス方向の構成の図示は省略する。
6 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the spacer 200a and the
図5に示すように、スペーサ200aは、X軸方向における両端部が同様の形状を有している。つまり、スペーサ200aは、中心位置を通りYZ平面に平行な面に対して対称となる形状を有している。スペーサ200aは、スペーサ本体210と、スペーサ壁部220と、突出部230と、を有している。
As shown in FIG. 5, both ends of the spacer 200a in the X-axis direction have the same shape. In other words, the spacer 200a has a shape that is symmetrical with respect to a plane that passes through the center position and is parallel to the YZ plane. The spacer 200a has a
スペーサ本体210は、スペーサ200aの本体部を構成する平板状かつ矩形状の部位であり、XZ平面に平行に配置されている。スペーサ本体210は、Y軸方向(第一方向)で蓄電素子100と対向して配置される。本実施の形態では、スペーサ本体210は、蓄電素子100のY軸プラス方向またはY軸マイナス方向に、蓄電素子100の容器110の長側面111の全面を覆うように、Y軸方向において長側面111と対向し、かつ、長側面111に接触した状態で配置される。スペーサ本体210には、冷却用の気体(空気等)が通るL字状に湾曲した複数の溝が形成されている。
The
スペーサ壁部220は、蓄電素子100のZ軸方向両側及びX軸方向両側に配置される壁である。具体的には、スペーサ壁部220は、蓄電素子100のZ軸方向の両側に配置される一対の第一スペーサ壁部221及び222と、蓄電素子100のX軸方向の両側に配置される一対の第二スペーサ壁部223及び一対の第二スペーサ壁部224と、を有している。
The
第一スペーサ壁部221は、スペーサ本体210のZ軸プラス方向端部からY軸方向に突出する平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。具体的には、スペーサ200aのX軸方向両端部に、スペーサ本体210のZ軸プラス方向端部のX軸方向両端部からY軸方向両側に突出する一対の第一スペーサ壁部221が配置されている。第一スペーサ壁部221は、蓄電素子100のZ軸プラス方向において、蓄電素子100の容器110の容器蓋部130に沿って配置される。詳細には、第一スペーサ壁部221は、蓄電素子100のX軸方向両端部において、容器蓋部130のY軸プラス方向側またはY軸マイナス方向側の略半分を覆うように、Z軸方向において容器蓋部130と対向して配置される。
The
第一スペーサ壁部222は、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部からY軸方向に突出し、X軸方向に延びる平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。具体的には、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部におけるX軸方向の一端から他端までに亘って、Y軸方向両側に突出し、X軸方向に延びる第一スペーサ壁部222が配置されている。第一スペーサ壁部222は、蓄電素子100のZ軸マイナス方向において、蓄電素子100の容器110の底面113に沿って配置される。詳細には、第一スペーサ壁部222は、底面113のX軸方向の一端から他端までに亘って、底面113のY軸プラス方向側またはY軸マイナス方向側の略半分を覆うように、Z軸方向において底面113と対向して配置される。
The
第二スペーサ壁部223は、スペーサ本体210のX軸方向端部かつZ軸プラス方向端部からY軸方向に突出する平板状の部位であり、YZ平面に平行に配置されている。具体的には、スペーサ200aのX軸方向両端部に、スペーサ本体210のX軸方向両端部のZ軸プラス方向端部からY軸方向両側に突出する一対の第二スペーサ壁部223が配置されている。第二スペーサ壁部223は、蓄電素子100の容器110の短側面112に沿って配置される。詳細には、第二スペーサ壁部223は、蓄電素子100のX軸方向両側のZ軸プラス方向端部において、短側面112のY軸プラス方向側またはY軸マイナス方向側の略半分を覆うように、X軸方向において短側面112と対向して配置される。
The
第二スペーサ壁部224は、スペーサ本体210のX軸方向端部かつZ軸マイナス方向端部からY軸方向に突出する平板状の部位であり、YZ平面に平行に配置されている。具体的には、スペーサ200aのX軸方向両端部に、スペーサ本体210のX軸方向両端部のZ軸マイナス方向端部からY軸方向両側に突出する一対の第二スペーサ壁部224が配置されている。第二スペーサ壁部224は、蓄電素子100の容器110の短側面112に沿って配置される。詳細には、第二スペーサ壁部224は、蓄電素子100のX軸方向両側のZ軸マイナス方向端部において、短側面112のY軸プラス方向側またはY軸マイナス方向側の略半分を覆うように、X軸方向において短側面112と対向して配置される。
The
このように、スペーサ壁部220は、蓄電素子100のZ軸方向両端部及びX軸方向両端部に位置する蓄電素子100の4つの角部を覆うように配置される。これにより、スペーサ200aは、蓄電素子100を保持する。
In this way, the
突出部230は、スペーサ本体210からZ軸マイナス方向に突出する部位である。本実施の形態では、突出部230は、スペーサ本体210のX軸方向端部からZ軸マイナス方向に突出する。具体的には、スペーサ本体210のX軸方向両端部のZ軸マイナス方向端部から、一対の突出部230がZ軸マイナス方向に突出して配置されている。スペーサ本体210のX軸方向端部とは、スペーサ本体210をX軸方向に3等分した場合の端部に位置する部位であり、スペーサ本体210のX軸方向両端部とは、スペーサ本体210を3等分した場合の両端部に位置する部位である。
The
図6に示すように、スペーサ200aがケース本体310に配置された状態では、突出部230は、スペーサ本体210からケース壁部311に向けて突出する。つまり、突出部230は、スペーサ本体210からケース300の底壁(ケース本体310の底壁)に向けて突出する。具体的には、一対の突出部230のZ軸マイナス方向の先端部が、ケース壁部311のZ軸プラス方向の面に接触して配置され、第一スペーサ壁部222とケース壁部311との間に空間が形成されている。本実施の形態では、突出部230は、スペーサ本体210と一体化(一体形成)されているが、スペーサ本体210と別体で構成されてスペーサ本体210に接続(接触または接合)されていてもよい。
6, when the spacer 200a is disposed in the
図5及び図6に示すように、突出部230は、第一部231と、第二部232と、第三部233と、曲げ部234と、を有している。本実施の形態では、第一部231、第二部232及び第三部233は、互いに連続的に接続されて一体化(一体形成)されているが、別体の部材が接合されて構成されていてもよい。
As shown in Figures 5 and 6, the protruding
第一部231は、スペーサ本体210に接続される、突出部230のZ軸プラス方向(第二方向の一方側)の端部である。第一部231は、スペーサ本体210からZ軸マイナス方向に直線状に延び、かつ、Y軸方向に直線状に延びるYZ平面に平行な平板状の部位である。第一部231は、Y軸方向の長さがZ軸方向の長さよりも長い。第一部231のY軸方向の長さは、スペーサ本体210のY軸方向の長さよりも長く、第一スペーサ壁部222及び第二スペーサ壁部224のY軸方向の長さと同等の長さである。上述の通り、本実施の形態では、第一部231は、スペーサ本体210と連続的に接続されてスペーサ本体210と一体化(一体形成)されているが、スペーサ本体210と別体で構成されてスペーサ本体210に接触または接合により接続されていてもよい。
The
第二部232は、ケース壁部311に対向する、突出部230のZ軸マイナス方向(第二方向の他方側)の端部である。第二部232は、第三部233からZ軸マイナス方向に直線状に延び、かつ、Y軸方向に直線状に延びるYZ平面に平行な平板状の部位である。本実施の形態では、第二部232は、第三部233のX軸方向の外側の端部からZ軸マイナス方向に延びる。つまり、一対の突出部230のうちのX軸プラス方向の突出部230の第二部232は、第三部233のX軸プラス方向端部からZ軸マイナス方向に延びる。X軸マイナス方向の突出部230の第二部232は、第三部233のX軸マイナス方向端部からZ軸マイナス方向に延びる。
The
スペーサ200aがケース本体310に配置された状態では、第二部232は、ケース壁部311に接触する。具体的には、第二部232は、Z軸マイナス方向の端面がケース壁部311のZ軸プラス方向の面に接触する(図6参照)。第二部232は、Y軸方向の長さがZ軸方向の長さよりも長い。Y軸方向において、第二部232は、第一部231と同じ長さである。つまり、第二部232のY軸方向の長さは、スペーサ本体210のY軸方向の長さよりも長く、第一スペーサ壁部222及び第二スペーサ壁部224のY軸方向の長さと同等の長さである。本実施の形態では、Z軸方向においては、第二部232は、第一部231よりも長いが、第一部231と同じ長さ、または、第一部231よりも短くてもよい。
When the spacer 200a is placed in the
第三部233は、第一部231及び第二部232の間に配置され、Z軸方向(第二方向)と交差する方向に延びる、突出部230の中間部(一端から他端までの途中の一部)である。第三部233は、Z軸方向(第二方向)から見て、第一部231から、X軸方向(第一方向及び第二方向と直交する第三方向)に向けて延びる。具体的には、第三部233は、第一部231から第二部232に向けてX軸方向に直線状に延び、かつ、Y軸方向に直線状に延びるXY平面に平行な平板状の部位である。本実施の形態では、第三部233は、第一部231からX軸方向の外側に向く方向に延びる。つまり、一対の突出部230のうちのX軸プラス方向の突出部230の第三部233は、第一部231から第二部232に向けてX軸プラス方向に延びる。X軸マイナス方向の突出部230の第三部233は、第一部231から第二部232に向けてX軸マイナス方向に延びる。
The
このような構成により、スペーサ本体210(第一スペーサ壁部222)と第三部233との間には、隙間が形成されている。本実施の形態では、第三部233は、スペーサ本体210(第一スペーサ壁部222)から離間して配置されている。さらに、第三部233は、ケース壁部311から離間して配置される。第三部233は、Y軸方向の長さがX軸方向の長さよりも長い。Y軸方向において、第三部233は、第一部231及び第二部232と同じ長さである。つまり、第三部233のY軸方向の長さは、スペーサ本体210のY軸方向の長さよりも長く、第一スペーサ壁部222及び第二スペーサ壁部224のY軸方向の長さと同等の長さである。
With this configuration, a gap is formed between the spacer body 210 (first spacer wall portion 222) and the
曲げ部234は、第一部231及び第二部232の少なくとも一方と第三部233との間に配置される、第三部233から屈曲または湾曲した部位である。本実施の形態では、突出部230は、第一部231及び第二部232の双方と第三部233との間に、第三部233から屈曲した2つの曲げ部234を有している。曲げ部234は、Y軸方向において、第一部231、第二部232及び第三部233と同じ長さであり、Y軸方向に直線状に延びる。これにより、突出部230は、Y軸方向から見て、略S字状(クランク形状)の部位となっている。具体的には、一対の突出部230のうちのX軸プラス方向の突出部230は、第一部231と第三部233との間に、Z軸マイナス方向からX軸プラス方向に屈曲した曲げ部234を有し、第三部233と第二部232との間に、X軸プラス方向からZ軸マイナス方向に屈曲した曲げ部234を有している。X軸マイナス方向の突出部230は、第一部231と第三部233との間に、Z軸マイナス方向からX軸マイナス方向に屈曲した曲げ部234を有し、第三部233と第二部232との間に、X軸マイナス方向からZ軸マイナス方向に屈曲した曲げ部234を有している。これらの曲げ部234のうちのいずれかの曲げ部234が湾曲していてもよい。
The
[2 効果の説明]
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置1によれば、スペーサ200aの突出部230は、スペーサ本体210に接続されるZ軸プラス方向(第二方向の一方側)の第一部231と、ケース壁部311に対向するZ軸マイナス方向(第二方向の他方側)の第二部232と、を有している。突出部230は、さらに、第一部231及び第二部232の間に配置され、Z軸方向(第二方向)と交差する方向に延びる第三部233を有している。このように、スペーサ200aの突出部230が、Z軸方向(第二方向)と交差する方向に延びる第三部233を有することで、蓄電装置1がZ軸方向(第二方向)における振動または衝撃を受けた場合に、突出部230が当該振動または衝撃を吸収できる。これにより、蓄電装置1の耐振動性または耐衝撃性を向上できる。
[2. Description of Effects]
As described above, according to the energy storage device 1 of this embodiment, the protruding
スペーサ200aの突出部230が第三部233を有することで、蓄電素子100にバスバーを接合する等の製造時に、Z軸方向におけるスペーサ200a(及び蓄電素子100)の位置を調整できる。スペーサ200aの突出部230がZ軸方向に撓んだ場合でも、突出部230が第三部233を有することによる復元力で振動または衝撃を吸収できる。スペーサ200aが突出部230を有することで、スペーサ200aとケース壁部311との間に生じる隙間に他の部材を配置できる。スペーサ200aとケース壁部311との間に冷却用空気を通過させる場合には、スペーサ200aが突出部230を有することで、冷却用空気の通り道を確保できる。
By having the
スペーサ200aのスペーサ本体210のX軸方向両端部に一対の突出部230が配置されることで、一対の突出部230がスペーサ200aを安定して支持でき、振動または衝撃を安定して吸収できる。
By arranging a pair of
スペーサ200aの突出部230において、第二部232がケース壁部311に接触し、第三部233がケース壁部311から離間することで、突出部230が振動または衝撃を吸収しやすい構造である。
The
スペーサ200aにおいて、スペーサ本体210と突出部230の第三部233との間に隙間が形成されていることで、第三部233がスペーサ本体210に対して移動できるため、突出部230が振動または衝撃を吸収できる。
In the spacer 200a, a gap is formed between the
スペーサ200aの突出部230が、第一部231及び第二部232の少なくとも一方と第三部233との間に曲げ部234を有することで、突出部230が振動または衝撃を吸収しやすい。
The
スペーサ200aの突出部230の第三部233が、Z軸方向(第二方向)から見て第一部231からY軸方向(第一方向)に延びる構成の場合、突出部230が振動または衝撃を吸収する際に、スペーサ200aがY軸方向(第一方向)に傾くおそれがある。Y軸方向(第一方向)は、蓄電素子100及びスペーサ200aの並び方向であるため、スペーサ200aがY軸方向(第一方向)に傾くと蓄電素子100に向けて傾くことになり、蓄電素子100に影響を及ぼすおそれがある。このため、第三部233が、Z軸方向(第二方向)から見て第一部231からX軸方向(第三方向)に延びることで、スペーサ200aがY軸方向(第一方向)に傾いて蓄電素子100に影響を及ぼすのを抑制できる。特に、スペーサ200aのX軸方向両端部に一対の突出部230が設けられているため、突出部230が振動または衝撃を吸収する際においても、スペーサ200aが傾くのを抑制できる。
When the
第三部233が、第一部231からX軸方向の外側に向く方向に延びることで、スペーサ200aを安定して支持できる。第三部233が、第一部231からX軸方向の外側に向く方向に延びることで、スペーサ200aとケース壁部311との間の隙間を大きくできるため、当該隙間に他の部材を配置しやすく、当該隙間を冷却用空気の通り道とする場合には当該通り道を大きく確保できる。
By extending the
スペーサ200aの突出部230が、ケース300の底壁(ケース壁部311)に向けて突出することで、スペーサ200aが当該底壁の向く方向(縦方向)における振動または衝撃を受けた場合に、突出部230が当該振動または衝撃を吸収できる。
The
[3 変形例の説明]
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1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り、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。
[3. Description of Modifications]
Although the energy storage device 1 according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. The embodiment disclosed herein is illustrative in all respects, and the scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope of the claims.
(変形例1)
上記実施の形態において、スペーサ200aに設けられる突出部230の配置位置は、特に限定されない。突出部230は、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部のX軸方向両端部に配置されなくてもよく、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部のX軸方向中央部等、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部のどの位置に配置されてもよい。突出部230は、スペーサ本体210のZ軸プラス方向端部に配置されてもよい。この場合、突出部230は、ケース壁部としてのケース300の上壁(蓋体320の上壁)に向けて突出する。または、突出部230は、図7に示すように、スペーサ本体210のX軸方向端部に配置されてもよい。図7は、本実施の形態の変形例1に係る突出部230aの構成を示す正面図である。図7は、図5の(b)に対応する図である。
(Variation 1)
In the above embodiment, the position of the
図7に示すように、本変形例では、上記実施の形態における突出部230に代えて、突出部230aが配置されている。突出部230aは、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部かつZ軸プラス方向端部の第二スペーサ壁部223からX軸プラス方向に突出する。突出部230aは、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部かつZ軸マイナス方向端部の第二スペーサ壁部224からX軸プラス方向に突出してもよい。突出部230aは、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部かつZ軸方向中央部からX軸プラス方向に突出してもよい。つまり、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部のZ軸方向両端部に一対の突出部230aが配置されてもよいし、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部の他の位置に、1つまたは複数の突出部230aが配置されてもよい。同様に、スペーサ本体210のX軸マイナス方向端部のZ軸方向両端部に一対の突出部230aが配置されてもよいし、スペーサ本体210のX軸マイナス方向端部の他の位置に、1つまたは複数の突出部230aが配置されてもよい。
7, in this modified example, a
このように、突出部230aは、スペーサ本体210のX軸方向端部のいずれかの位置に配置されて、スペーサ本体210から、ケース300の側壁であるケース壁部312または313に向けて突出する。本変形例における突出部230a及びケース壁部312または313は、上記実施の形態における突出部230及びケース壁部311に対応する。つまり、本変形例における突出部230a及びケース壁部312または313は、上記実施の形態における突出部230及びケース壁部311を、Y軸を中心に90°回転させたような構成を有している。すなわち、本変形例では、X軸方向が第二方向の一例であり、Z軸方向が第三方向の一例である。図7に示す突出部230aは、X軸マイナス方向(第二方向の一方側)の端部である第一部231と、X軸プラス方向(第二方向の他方側)の端部である第二部232と、を有している。突出部230aは、さらに、第一部231及び第二部232の間に配置され、X軸方向(第二方向)と交差する方向(具体的には、Z軸方向(第三方向))に向けて延びる第三部233と、第三部233から屈曲した曲げ部234と、を有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
In this way, the
以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、突出部230aが、ケース300の側壁(ケース壁部312または313)に向けて突出することで、スペーサ200aが当該側壁の向く方向(横方向、X軸方向)における振動または衝撃を受けた場合に、突出部230が当該振動または衝撃を吸収できる。
As described above, the energy storage device according to this modified example can achieve the same effects as the above embodiment. In particular, since the
本変形例において、突出部230aは、ケース本体310の側壁(ケース壁部312または313)に向けて突出することとしたが、蓋体320の側壁に向けて突出してもよい。つまり、突出部230aは、ケース300の側壁に向けて突出していればよい。
In this modified example, the
(変形例2)
上記実施の形態において、スペーサ200aに設けられる突出部230の形状も特に限定されない。図8は、本実施の形態の変形例2に係る突出部230bの構成を示す上面図である。図8は、スペーサ本体210及び突出部230bをZ軸プラス方向から見た場合の構成を示す上面図である。
(Variation 2)
In the above embodiment, the shape of the
図8に示すように、本変形例では、上記実施の形態における突出部230に代えて、突出部230bが配置されている。突出部230bは、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部からX軸プラス方向に突出する。突出部230bは、スペーサ本体210のX軸マイナス方向端部からX軸マイナス方向に突出してもよい。突出部230bは、Z軸方向において、スペーサ本体210の一端部から他端部までに亘って配置されてもよいし、スペーサ本体210の端部または中央部に配置されてもよい。
As shown in FIG. 8, in this modified example,
突出部230bは、スペーサ本体210から、ケース300の側壁であるケース壁部312または313に向けて突出する。図8に示す突出部230bは、X軸マイナス方向(第二方向の一方側)の端部である第一部231と、X軸プラス方向(第二方向の他方側)の端部である第二部232と、を有している。突出部230bは、さらに、第一部231及び第二部232の間に配置され、X軸方向(第二方向)と交差する方向(X軸方向からY軸方向に傾いた方向)に向けて延びる第三部233と、第三部233から湾曲した曲げ部234と、を有している。第三部233は、X軸プラス方向に向かうほどZ軸プラス方向に曲線状(湾曲状)に曲がる部位である。突出部230bがケース壁部312に接触する際には、第二部232のX軸プラス方向の面がケース壁部312と面で接触してもよいし、第二部232のY軸プラス方向の端部がケース壁部312と線状に接触してもよい。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
The protruding
以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、突出部230bは、湾曲状の第三部233を有することで、X軸方向において比較的大きな弾性力を有する構成となるため、振動または衝撃を吸収しやすい。
As described above, the energy storage device according to this modified example can achieve the same effects as the above-described embodiment. In particular, the
本変形例において、突出部230bは、上記実施の形態または上記変形例1と同様の位置または同様の向きに配置されてもよい。本変形例以外にも、スペーサ200aに設けられる突出部は、種々の形態を取り得る。
In this modification, the
(変形例3)
上記実施の形態において、突出部230は、曲げ部234を有していなくてもよい。図9は、本実施の形態の変形例3に係る突出部230cの構成を示す正面図である。図9は、図5の(b)に対応する図である。
(Variation 3)
In the above embodiment, the protruding
図9に示すように、本変形例では、上記実施の形態における突出部230に代えて、突出部230cが配置されている。突出部230cは、上記実施の形態における曲げ部234を有していない。つまり、突出部230cは、Z軸方向(第二方向)と交差する同じ方向に延びる第一部231、第二部232及び第三部233を有している。本変形例では、第一部231、第二部232及び第三部233は、Z軸マイナス方向に向かうほどX軸プラス方向に直線状に傾斜した平板状の部位である。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 9, in this modification,
以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、突出部230cは、上記実施の形態における曲げ部234を有していないため、構成を簡素化できる。
As described above, the energy storage device according to this modified example can achieve the same effects as the above embodiment. In particular, the protruding
(その他の変形例)
上記実施の形態では、突出部230の第二部232は、ケース壁部311に直接的に接触することとしたが、絶縁シートまたはスペーサ等を介して、ケース壁部311に間接的に接触してもよい。言い換えれば、ケース壁部311は、絶縁シートまたはスペーサ等を有しており、第二部232は、当該絶縁シートまたはスペーサ等に接触することで、ケース壁部311に接触することにしてもよい。または、第二部232は、ケース壁部311とは離間して配置されており、振動または衝撃を受けた場合に、ケース壁部311に接触することにしてもよい。
(Other Modifications)
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、突出部230の第一部231は、スペーサ本体210からZ軸方向に直線状に延びることとしたが、Z軸方向から傾斜した方向に延びてもよいし、直線状ではなく、曲線状(湾曲状)に延びてもよい。第二部232についても同様である。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、突出部230の第三部233は、第一部231から第二部232に向けてX軸方向に直線状に延びることとしたが、X軸方向からZ軸方向に傾斜した方向に延びてもよい。つまり、第三部233は、Z軸方向から見て、第一部231から、X軸方向に向けて延びていればよい。第三部233は、第一部231から第二部232に向けてY軸方向、または、X軸方向とY軸方向との間の方向に延びてもよい。つまり、第三部233は、Z軸方向と交差する方向に延びていればよい。第三部233は、直線状ではなく、曲線状(湾曲状)に延びてもよい。第三部233は、第一部231からX軸方向の外側に向く方向に延びることとしたが、第一部231からX軸方向の内側に向く方向に延びてもよい。この場合、第二部232は、第三部233のX軸方向の内側の端部からZ軸マイナス方向に延びてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、ケース300の内方に、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット10が収容されていることとしたが、X軸方向に並ぶ3つ以上の蓄電ユニット10が収容されていてもよいし、1つの蓄電ユニット10しか収容されていなくてもよい。ケース300の内方に、1つの蓄電ユニット10しか収容されない場合、ケース300は、ケース壁部313を有することなく、一対のケース壁部312を有することとなる。ケース300の内方に、Y軸方向に並ぶ複数の蓄電ユニット10が収容されていてもよい。ケース300に、複数の蓄電ユニット10が収容される場合、複数の蓄電ユニット10のそれぞれについて、上述の構成が設けられてもよいし、いずれかの蓄電ユニット10に対しては、上述の構成が設けられなくてもよい。
In the above embodiment, two
上記実施の形態では、ケース本体310はZ軸方向に十分な高さを有して蓄電ユニット10を収容し、蓄電ユニット10がXY平面から見てほぼ露出しないように構成したが、このことは必須ではない。ケース本体310はZ軸方向に蓄電ユニット10の3分の2または半分程度の高さを有して、蓄電ユニット10のZ軸マイナス方向の部位を収容し、蓄電ユニット10のZ軸プラス方向の部位を収容せずに露出させてもよい。この場合、蓋体320がZ軸方向に蓄電ユニット10の3分の1または半分程度の高さを有して、蓄電ユニット10のZ軸プラス方向の部位を収容するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態において、全てのスペーサ200(全てのスペーサ200a)が上記の構成を有していることとしたが、いずれかのスペーサ200aが上記の構成を有していなくてもよい。スペーサ200aにおいて、X軸方向の両側ともに上記の構成を有していることとしたが、X軸方向の片側が上記の構成を有していなくてもよい。 In the above embodiment, all spacers 200 (all spacers 200a) have the above configuration, but any of the spacers 200a may not have the above configuration. In the spacer 200a, both sides in the X-axis direction have the above configuration, but one side in the X-axis direction may not have the above configuration.
上記実施の形態では、スペーサ200aは、一対の第一スペーサ壁部221及び222と一対の第二スペーサ壁部223及び一対の第二スペーサ壁部224とを有していることとしたが、これらの壁部の全てを有することには限定されない。スペーサ200aは、これらの壁部のうちの少なくとも1つの壁部を有することで、蓄電素子100を保持するホルダであってもよいし、全ての壁部を有さない(蓄電素子100を保持しない)板状等のスペーサでもよい。
In the above embodiment, the spacer 200a has a pair of first
上記実施の形態では、スペーサ200のうちのスペーサ200aが上記構成を有していることとしたが、スペーサ200bまたはスペーサ200cが上記構成を有していてもよい。つまり、複数のスペーサ200のうちのいずれのスペーサ200が、スペーサ200aと同様の上記構成を有していてもよい。 In the above embodiment, it is assumed that spacer 200a of spacers 200 has the above configuration, but spacer 200b or spacer 200c may have the above configuration. In other words, any one of the multiple spacers 200 may have the same configuration as spacer 200a.
上記実施の形態では、スペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)は、蓄電素子100とY軸方向に交互に並んで配置されるが、いずれかのスペーサ200が配置されない構成でもよい。1つのスペーサ200(スペーサ200a、200bまたは200c)しか配置されない構成でもよい。
In the above embodiment, the spacers 200 (spacers 200a, 200b, and 200c) are arranged alternately with the
上記実施の形態では、ケース300は、ケース本体310と蓋体320とを有していることとしたが、蓋体320を有していなくてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態において、蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100及びスペーサ200を拘束する拘束部材(エンドプレート、サイドプレート等)等を備えていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施の形態及びその変形例が備える各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。 The scope of the present invention also includes configurations constructed by arbitrarily combining the components of the above-described embodiment and its modified examples.
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。 The present invention can be applied to energy storage devices equipped with energy storage elements such as lithium ion secondary batteries.
1 蓄電装置
10 蓄電ユニット
100 蓄電素子
110 容器
140 端子
200、200a、200b、200c スペーサ
210 スペーサ本体
220 スペーサ壁部
221、222 第一スペーサ壁部
223、224 第二スペーサ壁部
230、230a、230b、230c 突出部
231 第一部
232 第二部
233 第三部
234 曲げ部
300 ケース
310 ケース本体
310a 開口
311、312、313、314 ケース壁部
320 蓋体
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (7)
前記蓄電素子及び前記スペーサを収容するケースと、を備え、
前記ケースは、前記第一方向と直交する第二方向において前記スペーサと対向するケース壁部を有し、
前記スペーサは、
前記第一方向で前記蓄電素子と対向するスペーサ本体と、
前記スペーサ本体から前記ケース壁部に向けて突出する突出部と、を有し、
前記突出部は、
前記スペーサ本体に接続される、前記第二方向の一方側の端部である第一部と、
前記ケース壁部に対向する、前記第二方向の他方側の端部である第二部と、
前記第一部及び前記第二部の間に配置され、前記第二方向と交差する方向に延びる第三部と、を有する
蓄電装置。 Energy storage elements and spacers arranged in a first direction;
a case that accommodates the storage element and the spacer,
the case has a case wall portion facing the spacer in a second direction perpendicular to the first direction,
The spacer is
a spacer body facing the energy storage element in the first direction;
a protrusion protruding from the spacer body toward the case wall,
The protrusion is
a first portion which is an end portion on one side in the second direction and which is connected to the spacer body;
a second portion which is an end portion on the other side in the second direction and faces the case wall portion;
a third portion disposed between the first portion and the second portion and extending in a direction intersecting the second direction.
請求項1に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1 , wherein the second portion is in contact with the case wall, and the third portion is spaced apart from the case wall.
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1 , wherein a gap is formed between the spacer body and the third portion.
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1 , wherein the protruding portion has a bent portion that is bent or curved from the third portion between at least one of the first portion and the second portion and the third portion.
請求項1または2に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1 , wherein the third portion extends from the first portion in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction when viewed from the second direction.
前記突出部は、前記スペーサ本体から前記側壁に向けて突出する
請求項1または2に記載の蓄電装置。 the case wall portion is a side wall of the case,
The power storage device according to claim 1 , wherein the protrusion protrudes from the spacer body toward the side wall.
前記突出部は、前記スペーサ本体から前記底壁に向けて突出する
請求項1または2に記載の蓄電装置。 the case wall portion is a bottom wall of the case,
The power storage device according to claim 1 , wherein the protrusion protrudes from the spacer body toward the bottom wall.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022178891A JP2024068439A (en) | 2022-11-08 | 2022-11-08 | Power storage device |
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2022
- 2022-11-08 JP JP2022178891A patent/JP2024068439A/en active Pending
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