JP3681051B2

JP3681051B2 - Power storage device

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Publication number: JP3681051B2
Application number: JP37438699A
Authority: JP
Inventors: 義訓三田; 誠穴澤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001185103A; JP2004247320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等に駆動電源として搭載される蓄電素子装置に関する。本発明で言う蓄電素子は、ニッケル水素やリチウム電池等の単電池や、電気二重層コンデンサ（ウルトラキャパシタ）等のエネルギーストレージ素子等の蓄電素子全般を全て含む。
【０００２】
【従来の技術】
この種の蓄電素子装置としては、複数の円筒型の単電池を直列に接続して円柱状の電池モジュールを構成し、複数本の電池モジュールを互いに平行な横置き状態に並列させてこれを複数段積層し、全ての電池モジュールを電気的に直列に接続して高圧電力を発生させるように構成したものが知られている。例えば特開平１０−２７０００６号公報には、ケース内に、電池モジュールが３列・７段の状態に配列された電池装置が記載されている。この場合の各電池モジュールは、ケース両端の各端壁およびケース内に配置された隔壁等に設けた挿通孔に通され、各端壁に固定される樹脂製エンドプレートに両端の端子を嵌合させることにより配列状態が保持されている。
【０００３】
各電池モジュールにあっては、端子がエンドプレートに嵌合させられ、かつ隣り合う端子どうしがバスバーによって接続固定されることにより、両端部はリジットに固定される一方、中間部分では挿通孔の周縁との間に隙間が存在しているので、このままでは振動や撓みが生じる。そこで、隔壁に重ねた防振ゴムシートに一体成形した防振リングに電池モジュールを通し、防振リングで電池モジュールの中間部分をホールドして振動や撓みを抑える構造を採っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、複数本の電池モジュールをケースの端壁や隔壁等に設けた挿通孔に通して配列する構造においては、それら挿通孔は電池モジュールの外径よりも若干大きくなければならず、したがって、どうしても振動や撓みを招く構造であると言えよう。上記のように防振リングによって電池モジュールの中間部分をホールドしたとしても、それは固定した状態ではないので、車両走行時の振動や衝撃によって生じる振動や撓みが完全に抑えられるものではない。電池モジュールに生じる振動や撓みが大きいと、エンドプレートにかかる固定部分の負荷が増大してエンドプレートの破損や固定部分の緩み等の不具合が生じる。このため、固定強度やエンドプレート自体の強度を確保する構造を要し、その結果、重量の増大を招くことになっていた。
【０００５】
したがって本発明は、複数本の蓄電素子モジュール（上記の例では電池モジュール）を積層して構成される蓄電素子装置において、蓄電素子モジュールに生じる振動や撓みを効果的に抑えて両端の固定部分にかかる負荷を軽減し、その結果として固定強度の向上ならびに軽量化が図られる蓄電素子装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、複数の円筒型蓄電素子を、これら蓄電素子間に短絡防止用絶縁リングを挟んで直列に接続して円柱状蓄電素子モジュールを構成し、複数本の該蓄電素子モジュールを、互いに平行な横置き状態に並列させて蓄電素子モジュール群を構成し、複数の該蓄電素子モジュール群を複数段積層して蓄電素子モジュール積層体を構成し、さらに、この蓄電素子モジュール積層体における両端側にそれぞれ配したバスバープレートを、各蓄電素子モジュールの端子に嵌合させるとともに、これら端子をバスバープレートの外側に配したバスバーによって直列に接続し、端子が直列に接続された蓄電素子モジュール積層体を、冷却風が流通する装置ケース内に設置した蓄電素子装置であって、最下段の蓄電素子モジュール群の下方と、最上段の蓄電素子モジュール群の上方と、各蓄電素子モジュール群の間とに、絶縁リングを挟み込んで固定し得る固定リブを備えた固定プレートを配し、これら固定プレートを一括して結合させることにより、固定リブによって絶縁リングを挟み込んで固定プレートに固定し、さらに、絶縁リングと固定リブとに、絶縁リングの回転を規制する回転規制手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、蓄電素子間に挟んだ絶縁リングを固定プレートの固定リブにより挟み込んで固定プレートに固定するので、蓄電素子モジュールの中間部分が固定プレートにより支持されて振動や撓みが抑えられるとともに、バスバープレートによる両端の固定部分にかかる負荷が軽減する。その結果、蓄電素子モジュールの固定強度の向上ならびに軽量化が図られる。さらに、絶縁リングの回転を規制したことにより、固定プレートによる絶縁リングの固定強度を軽減させることができ、これによって軽量化が促進される。
【０００８】
また、本発明では、蓄電素子モジュールを構成する蓄電素子どうしの直列接続を、一方の蓄電素子の一極である外装に嵌合され、かつ他方の蓄電素子の他極に接触させられ、さらに絶縁リングに嵌合させられる筒状の接続リングによってなすようにし、該接続リングと絶縁リングとに、互いの周方向の相対位置を定める位置決め手段を設けるとともに、絶縁リングを接続リングの外周面の少なくとも一部を覆った形態とすることを好ましい形態とする。
【０００９】
蓄電素子モジュールにあっては、同極どうしを接続してしまう誤組の防止のために、一極側と他極側の各端子の形状を異ならせることがよく行われる。そこで、上記位置決め手段により絶縁リングと接続リングとを位置決めしながら蓄電素子を接続することにより、両端の端子の周方向の相対位置が一定である蓄電素子モジュールを構成することができる。このような蓄電素子モジュールを用いることにより、端子に対するバスバープレートの嵌合をスムーズに行うことができる。また、接続リングの外周面の少なくとも一部を覆った形態の絶縁リングは、すなわち接続リングよりも外周側に突出している。したがって、この絶縁リングに嵌合固定される固定リブおよび固定プレートは絶縁性を有する材質でなくともよく、例えば高強度Ｍｇ合金や高剛性Ａｌ合金等、比強度や比剛性等に優れた材質のものを使用することができ、軽量化に寄与させることができる。
【００１０】
また、本発明では、固定プレートに、蓄電素子モジュール間に配置されて蓄電素子モジュールの軸方向に延びる整流板を設け、冷却風を整流板に通過させながら蓄電素子モジュールの積層方向に流通させること、さらには、蓄電素子モジュール積層体の上面もしくは下面のいずれか一方を冷却風の流入面とし、この冷却風流入面とこの冷却風流入面と対向する装置ケースの一面との間に形成された空間の断面積は、冷却風の下流側に向かうに従って小さくなるよう蓄電素子モジュール積層体を傾斜させたことを好ましい形態とする。
【００１１】
整流板を固定プレートに設けることによって両者を一体化させることができ、これによって組立て時の手間が省かれ、組立作業性が向上する。また、上記のように蓄電素子モジュール積層体を傾斜させることにより、この蓄電素子モジュール積層体に設定した冷却風流入面の全面にフレッシュな冷却風が直接当たり、その冷却風は流入面から蓄電素子モジュールの積層方向に整流板を通過しながら流通する。したがって、各蓄電素子モジュールの軸方向および積層方向に流れる冷却風の流量ならびに流速が均一化し、その結果、各蓄電素子モジュールが均一に冷却されて発熱効率ならびに耐久性の向上が図られる。
なお、本発明では、冷却効率の向上ならびに固定プレート数の削減が図られる観点から、蓄電素子モジュール群の積層数を、蓄電素子モジュール群を構成する蓄電素子モジュールの並列数よりも少なくした構成が好ましい。
【００１２】
また、本発明では、蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極側の端子を断面形状が互いに異なる突起状に形成し、かつ一極側の端子と他極側の端子の中央部にバスバーの接続部を設け、一方、バスバープレートに、各端子に対応して嵌合する嵌合孔を形成し、この嵌合孔を各端子に対応させて嵌合することによりバスバープレートを各蓄電素子モジュールに組み込むことを好ましい形態とする。
【００１３】
本発明の蓄電素子装置においては、隣接する蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極側の端子とを直列に接続するが、これら端子を断面形状の異なる突起状に形成することにより、その違いを明確に認識することができ、同極どうしを接続してしまう誤組が未然に防止される。また、各端子に対応する嵌合孔をバスバープレートに形成してこれら嵌合孔を端子に嵌合させることにより、バスバープレートの誤組も防止されるとともに、組み付けをスムーズに行うことができる
【００１４】
蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極側の端子の断面形状を異ならせるにあたっては、プラス側の端子の断面形状をプラスの記号に近似する略星形に形成し、マイナス側の端子の断面形状を略円形に形成するとよい。これによると、端子の極性の相違が明確になるばかりか、極性の判断も一目瞭然に認識することができるのでより好ましい。
【００１５】
さらに、本発明では、極性の異なる端子どうしをバスバーで接続する際の誤組を防止するために、次の構成を特徴とする。
蓄電素子モジュールの一極側の端子と他極側の端子とに、バスバーの端部が内側に収まる状態で嵌合する突起をそれぞれ同心円上に４つ設ける。これら突起の周方向の位相を互いに４５゜ずらして配置し、その一方の端子の１つの突起をバスバーの延在部分に存在させる。さらに、一極側の端子の突起と他極側の端子の突起とは、同心円の中心からの距離を互いに異ならせる。また、バスバーに、一方の端子側の１つの突起が嵌合して該バスバーによる端子どうしの接続を許容する１つの逃げ孔を形成する。このような構成により、バスバーは接続すべき端子にしか嵌合させることができず、誤組を完全に防止することができる。また、突起は、バスバーをボルトで固定する場合には、その際のトルクを受ける回り止めの機能を果たし、作業性の向上に寄与する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池装置の分解斜視図である。この電池装置は、電気自動車やハイブリッド電気自動車等に駆動電源として搭載されるもので、複数の円筒型単電池（蓄電素子）１からなる円柱状電池モジュール（蓄電素子モジュール）１０が、装置ケース４０内に、横置き状態で複数段積層されて収納され、各電池モジュール１０が直列に接続される構成である。図２は、電池モジュール１０の積層構造を概略的に示す斜視図である。
【００１７】
電池モジュール１０は、複数（この場合６個）の単電池１を機械的かつ電気的に直列接続して構成されている。単電池１は、図３および図４に示すように、一端側のマイナス電極２を兼ねる円筒状の金属外装３によって外周面が形成され、他端面に、シール材４によって金属外装３と絶縁されたプラス電極５が設けられた構成である。
【００１８】
図３および図４により、単電池１どうしの接続構造を説明する。
単電池１どうしは、円筒状の接続リング２０を介して直列に接続されている。この接続リング２０は、円筒部２１と端面部２２とを有し、端面部２２の所定箇所が一方の単電池１のプラス電極５にスポット溶接され、円筒部２１が他方の単電池１のマイナス電極２に嵌合させられるとともに所定箇所がスポット溶接され、これにより、単電池１が直列に接続される。接続リング２０と、この接続リング２０がプラス電極５に溶接される側の単電池１との間には、短絡を防止する絶縁リング３０が挟まれている。接続リング２０の端面部２２には、径方向に突出する複数（この場合４つ）の弧状凸部２３が形成されており、各凸部２３が、絶縁リング３０の内周縁に形成された各凹部３１に嵌合されている。これら凸部２３と凹部３１とにより、接続リング２０と絶縁リング３０との互いの嵌合位置を定める位置決め手段が構成される。
【００１９】
単電池１どうしの接続は、接続リング２０の凸部２３を絶縁リング３０の凹部３１に嵌合させて絶縁リング３０を接続リング２０の外周面に装着してから、一方の単電池１のプラス電極５に端面部２２を溶接し、次いで他方の単電池１のマイナス電極２を接続リング２０の円筒部２１に嵌合して溶接するといった手順でなされる。絶縁リング３０は、接続リング２０の外周面の一部を覆って接続リング２０の外周面から節状に突出している。絶縁リング３０の外周面の互いに１８０゜をなす位置には、断面円形のダボ３２が突設されている。
【００２０】
上記のようにして複数の単電池１が接続されてなる電池モジュール１０の両端の中心には、図５および図６に示すように、プラス端子１１とマイナス端子１２がそれぞれ設けられている。プラス端子１１は、４つの鋭角部を有する断面略星形の突起であり、マイナス端子１２は断面略円形の突起である。これら端子１１，１２の中心には、ねじ穴（接続部）１１ａ，１２ａがそれぞれ形成されている。プラス端子１１の星形をなす４つの鋭角部の内側には、断面円形の突起１１ｂがそれぞれ形成されている。また、マイナス端子１２の周縁部にも、同様の突起１２ｂが４つ形成されている。これら突起１１ｂ，１２ｂは、それぞれねじ穴１１ａ，１２ａを中心とする同心円上に周方向に等間隔をおいて形成されている。図５（ａ）に示すプラス端子１１側のねじ穴１１ａの中心−突起１１ｂ間の距離１１Ｌは、マイナス端子１２側のねじ穴１２ａの中心−突起１２ｂ間の距離１２Ｌよりも長く設定されている。
【００２１】
１本の電池モジュール１０においては、接続リング２０の凸部２３が絶縁リング３０の凹部３１に嵌合されることにより、プラス端子１１の突起１１ｂとマイナス端子１２の突起１２ｂの周方向の位相が、互いに４５゜ずれている。
【００２２】
次に、上記構成からなる電池モジュール１０が複数本積層されて収納される装置ケース４０を説明する。図１に示すように、装置ケース４０は、矩形の箱状に形成されたケース本体４１と蓋体５１とから構成される。
【００２３】
ケース本体４１は、底板４２と、互いに対向する一対の側板４３，４４とを備えた断面コ字状である。底板４２には、各側板４３，４４間にわたって延びる複数のリブ状のフレーム４５が、互いに平行に、かつ等間隔をおいて設けられている。これらフレーム４５は、その上面が、一方の側板４３側から他方の側板４４に向かって下り勾配に傾斜している。フレーム４５の上面が高い側の側板４３の下部には、フレーム４５を避けて複数の冷却風流入口４６が形成されている。一方、フレーム４５の上面が低い側の側板４４の上部には、複数の冷却風吸引口４７が形成されている。そして、側板４４の上部外側には、冷却風吸引口４７に連通するダクト４８がボルト止めされる。このダクト４８の先端には、装置ケース４０内の空気を吸引して装置ケース４０外に排気する冷却ファン４９が設けられている。
【００２４】
蓋体５１は、天板５２と、ケース本体４１の側面開口を塞ぐ一対の側板５３，５４とを備えた断面コ字状であり、ケース本体４１の上方から被せられ、ケース本体４１にボルト５５で固定される。側板５３，５４の下端には、当該電池装置が搭載される車両への固定用ブラケット５６が設けられている。
【００２５】
次に、上記装置ケース４０内への電池モジュール１０の積層構造を説明する。本実施形態の電池モジュール１０は、横７列に並列されて電池モジュール群１５として構成され、この電池モジュール群１５がフレーム４５上に３段積層されて電池モジュール積層体（蓄電素子モジュール積層体）１６に構成される。電池モジュール１０は、図２（図２は図面の簡略化のために電池モジュール１０は５列・２段としている）、図７および図８に示す２種類の固定プレート６０Ａ，６０Ｂをそれぞれ複数用いて、電池モジュール群１５および電池モジュール積層体１６に配列される。
【００２６】
固定プレート６０Ａは、電池モジュール群１５の間に介装されるもので、電池モジュール１０の並列方向の両端に配される端部整流板６１と、これら端部整流板６１の間に交互に並列された中間整流板６２および細長い仕切板６３と、これらを一括して連結する隔壁６４とを備えている。
【００２７】
中間整流板６２は、断面略正方形状で、断面における２本の対角線を並列方向に対し直交および平行にして、互いに平行に配置されている。端部整流板６１は、中間整流板６２の幅方向中央を縦にカットした半割り状のものであり、溝状内面を外側に向けて中間整流板６２と平行に配置されている。仕切板６３は、整流板６１，６２の間に、これら整流板６１，６２と平行に配置されている。整流板６１，６２および仕切板６３は、長さが同一であり、両端を揃えて互いに平行に、かつ等間隔に並列されている。隔壁６４は、電池モジュール１０の並列方向に延びる略長方形状であって、整流板６１，６２および仕切板６３の長手方向中央に、その面方向が整流板６１，６２および仕切板６３の長手方向に直交する状態で設けられている。換言すると、整流板６１，６２および仕切板６３は隔壁６４に貫通した状態で一体化されている。
【００２８】
隔壁６４の上端縁および下端縁には、電池モジュール群１５の各電池モジュール１０を支持する複数の固定リブ６５が設けられている。これら固定リブ６５は、電池モジュール１０の絶縁リング３０を挟み込むよう半円弧状に形成されており、整流板６１，６２の間にあたる部分にそれぞれ配されている。絶縁リング３０を受ける固定リブ６５の内面中央には、絶縁リング３０のダボ３２が嵌合するダボ穴６６が形成されている。これらダボ３２とダボ穴６６とにより、絶縁リング３０の回転を規制する回転規制手段が構成される。
【００２９】
固定プレート６０Ｂは、電池モジュール積層体１６の上下に配されるもので、上記固定プレート６０Ａを高さ方向中央で水平にカットした半割状のものであり、固定プレート６０Ａと同様に、端部整流板６１、中間整流板６２、仕切板６３およびダボ穴６６が形成された固定リブ６５を備えた隔壁６４とから構成されている。
【００３０】
上記固定プレート６０Ａ，６０Ｂは、それぞれ３つを１組として整流板６１，６２および仕切板６３が直線状につながるよう並べられる。したがって、１つの固定プレート６０Ａ，６０Ｂの長さ（整流板６１，６２および仕切板６３が延びる方向の長さ）は、直列接続された２つの単電池１に相当する。そして、固定リブ６５は、その２つの単電池１間の絶縁リング３０を挟み込む位置に配される。
【００３１】
固定プレート６０Ａ，６０Ｂを用いて電池モジュール積層体１６を構成するには、まず、３つの固定プレート６０Ｂを、ケース本体４１のフレーム４５上に、整流板６１，６２および仕切板６３が延びる方向をフレーム４５に直交させ、かつ各固定リブ６５を上向きにして並べる。次いで、固定リブ６５に電池モジュール１０の両端および中央に位置する絶縁リング３０をそれぞれ合わせて載せ、６本の電池モジュール１０を並列させて最下段の電池モジュール群１５を構成する。絶縁リング３０を固定リブ６５に合わせる際には、絶縁リング３０のダボ３２を固定リブ６５のダボ穴６６に嵌合させる。また、電池モジュール１０は、プラス端子１１とマイナス端子１２とが交互に隣接するよう互い違いに並べる。次に、３つの固定プレート６０Ａを最下段の電池モジュール１０群上に載せて、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの各固定リブ６５によって絶縁リング３０を挟み込む。
【００３２】
次いで、固定プレート６０Ａの上に２段目の電池モジュール群１５を同様に並列させ、さらに、固定プレート６０Ａ，３段目の電池モジュール群１５をこの順に積層する。電池モジュール群１５を積層するにあたっては、横隣りと縦隣りの端子の極性が互いに異なるよう互い違いに積層する。最後に、固定プレート６０Ｂを３段目の電池モジュール群１５の上に被せる。電池モジュール群１５と固定プレート６０Ａ，６０Ｂを交互に積層する際には、絶縁リング３０のダボ３２に固定リブ６５のダボ穴６６を嵌合させる。このようにして電池モジュール群１５を固定プレート６０Ａ，６０Ｂを用いて積層したら、図８に示すように、複数のボルト６７を、積層した固定プレート６０Ａ，６０Ｂおよびフレーム４５に上から貫通させ、このボルト６７とナット６８により、固定プレート６０Ａ，６０Ｂを一括してフレーム４５に締め付け固定する。
【００３３】
上記のようにして電池モジュール１０は互いに間隔をおいて横７列・３段に積層され、その積層状態で、各電池モジュール１０においては３箇所が絶縁リング３０を介して上下の固定リブ６５に挟み込まれることにより、リジットに固定される。図７に示すように、電池モジュール１０は正方形の賽の目状に積層され、整流板６１，６２は電池モジュール１０の間に均等に配列される。なお、整流板６１，６２の電池モジュール１０への対向面は、電池モジュール１０の外周面に沿って湾曲している。上下に隣接する仕切板６３は互いに連続し、これら仕切板６３により電池モジュール１０の並列方向の空間が電池モジュール１０の縦列に沿って複数に仕切られる。また、上下に隣接する隔壁６４も互いに連続し、これら隔壁６４により電池モジュール１０の軸方向の空間が複数に仕切られる。さらに、図７〜図９で明らかなように、フレーム４５が傾斜していることから、電池モジュール積層体１６全体が、ダクト４８に向かって下り勾配に傾斜している。この傾斜方向は、電池モジュール群１５の配列方向に沿っている。電池モジュール積層体１６の下面は、後述する冷却風の流入面１６Ａとされる。
【００３４】
上記のように絶縁リング３０のダボ３２が固定リブ６５のダボ穴６６に嵌合されて電池モジュール１０が積層されることにより、図２および図５（ａ）に示すように、プラス端子１１は４つの突起１１ｂを結ぶ４辺が電池モジュール群１５の並列方向および積層方向に沿って□状になり、一方、マイナス端子１２は突起１２ｂを結ぶ４辺が電池モジュール群１５の並列方向に対して４５゜傾斜して◇状となっている。そして、これら各端子１１，１２には、電池モジュール積層体１６の両端側にそれぞれ配されたバスバープレート７０が嵌合され、さらにバスバープレート７０の外側に配された導通体であるバスバー８０により、接続すべきプラス端子１１とマイナス端子１２とが接続される。
【００３５】
図１および図９に示すように、バスバープレート７０は、電池モジュール積層体１６の端面に対応した長方形状の樹脂製プレートであって、電池モジュール積層体１６の端面に当てはめることにより、各プラス端子１１に対応して嵌合する複数のプラス端子嵌合孔７１と、各マイナス端子１２に対応して嵌合する複数のプラス端子嵌合孔７２が形成されている。すなわち、プラス端子嵌合孔７１はプラス端子１１に対応した略星形に形成され、プラス端子嵌合孔７２はマイナス端子１２に対応して４つの突起１２ｂに対応した凹部を有する略円形に形成されている。
【００３６】
バスバー８０は、図５（ａ）に示すように、長板状の本体部８０Ａの一端にプラス端子嵌合部８１が、他端にマイナス端子嵌合部８２がそれぞれ形成されたものである。いずれの嵌合部８１，８２も同径の円形状で、その中心に接続用ボルト８９の挿通孔８１ａ，８２ａがそれぞれ形成されている。プラス端子嵌合部８１はプラス端子１１の４つの突起１１ｂの内側に収まる状態で嵌合し、同様にして、マイナス端子嵌合部８２はマイナス端子１２の４つの突起１２ｂの内側に収まる状態で嵌合する。
【００３７】
バスバー８０は、図５（ｂ）に示すようにして、接続すべき隣り合うプラス端子１１とマイナス端子１２とに架け渡されるが、必ず、プラス端子１１側においては周方向に隣り合う２つの突起１１ｂの間を本体部８０Ａが通される。これら突起１１ｂの間隔（直線距離）は、本体部８０Ａが接触して嵌合する距離に設定されている。一方、マイナス端子１２における周方向に隣り合う突起１２ｂの間隔は、ねじ穴１２ａの中心からの距離がプラス端子１１側のそれよりも短いことから、バスバー８０の本体部８０Ａは嵌合不可能となっている。そして、バスバー８０の本体部８０Ａのマイナス端子嵌合部８２寄りには、本体部８０Ａの延在部分に存在するマイナス端子１２の１つの突起１２ｂが嵌合する逃げ孔８３が形成されている。この逃げ孔８３は、各端子１１，１２間の距離の誤差を考慮して長孔とされている。
【００３８】
上記バスバープレート７０およびバスバー８０により、電池モジュール１０の端部が連結固定され、各端子１１，１２が直列接続される。それには、まず電池モジュール積層体１６の両端部にバスバープレート７０をそれぞれ当てはめて、対応するプラス端子１１にプラス端子嵌合孔７１を、マイナス端子１２にプラス端子嵌合孔７２をそれぞれ嵌合させる。次いで、図５（ｂ）および図６の下図（いずれの図もバスバープレート７０を省略してる）に示すように、接続すべき隣り合うプラス端子１１とマイナス端子１２とにバスバー８０を架け渡して両端子１１，１２に各嵌合部８１，８２を嵌合させ、挿通孔８１ａ，８２ａに通したボルト８９をねじ穴１１ａ，１２ａにねじ込んでバスバー８０およびバスバープレート７０を共締めする。この共締めによりバスバープレート７０はがたつきなく固定される。なお、共締めを可能とするために、バスバープレート７０の厚さを各端子１１，１２の突起１１ｂ，１２ｂの高さよりも大きく設定しておくことが望ましい。
【００３９】
以上により、電池モジュール積層体１６はケース本体４１に固定され、電池モジュール１０は直列に接続される。次いで、蓋体５１をケース本体４１に被せてボルト５５により固定し、本実施形態の電池装置の組み立てが完了する。図７に示すように、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの各仕切板６３とケース本体４１の側板４３，４４とにより、電池モジュール１０の並列方向の空間が複数に仕切られ、また、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの各隔壁６４と蓋体５１の側板５３，５４とにより、電池モジュール１０の軸方向の空間が複数に仕切られる。すなわち、装置ケース４０内は、装置ケース４０、仕切板６３および隔壁６４によって電池モジュール群１５の積層方向（上下方向）に延びる複数の隔室９０が賽の目状に形成され、これら隔室９０が冷却風の通路を構成する。
【００４０】
次に、本実施形態の電池装置の作用を説明する。
まず、本実施形態の電池モジュール１０の積層構造によれば、上下の固定プレート６０Ａ，６０Ｂの固定リブ６５により単電池１間の絶縁リング３０を挟み込んでリジットに固定しているので、電池モジュール１０の中間部分が固定プレート６０Ａ，６０Ｂにより強固に支持されている。このため、電池モジュール１０の振動や撓みが抑えられるとともに、バスバープレート７０による両端の固定部分にかかる負荷が軽減する。その結果、電池モジュール１０の固定強度の向上ならびに軽量化が図られる。さらに、絶縁リング３０のダボ３２を固定リブ６５のダボ穴６６に嵌合させて絶縁リング３０の回転を規制しているので、固定プレート６０Ａ，６０Ｂによる絶縁リング３０の固定強度を軽減させることができ、これによって軽量化が促進される。
【００４１】
なお、絶縁リング３０の回転を規制する手段としては、上記の構成の他に、例えば図１０に示すように絶縁リング３０の両側部を直線的にカットし、この切欠き面３３に嵌合する嵌合面を固定リブ６５に形成する手段等を採用することができる。
【００４２】
電池モジュール１０の構成に関しては、単電池１どうしの接続を、接続リング２０の凸部２３を絶縁リング３０の凹部３１に嵌合させて行うので、両端の端子１１，１２の周方向の相対位置が一定である電池モジュール１０を組み立てることができる。このような電池モジュール１０を用いることにより、端子１１，１２に対するバスバープレート７０の嵌合をスムーズに行うことができる。また、絶縁リング３０は接続リング２０の外周面の一部を覆って接続リング２０よりも外周側に突出しており、この絶縁リング３０に固定リブ６５を嵌め込むので、固定リブ６５は接続リング２０に接触しない。したがって、固定リブ６５および固定プレート６０Ａ，６０Ｂは絶縁性を有する材質でなくともよく、例えば高強度Ｍｇ合金や高剛性Ａｌ合金等、比強度や比剛性等に優れた材質のものを使用することができ、これによっても軽量化が促進される。
【００４３】
また、電池モジュール１０のプラス端子１１は、プラスの記号に近似する略星形に形成され、一方、マイナス端子１２はプラス端子１１と全く異なる略円形に形成されている。したがって、極性の相違が明確になるばかりか、極性の判断も一目瞭然に認識することができ、同極どうしを接続してしまう誤組が未然に防止される。その上、プラス端子１１およびマイナス端子１２に対応するプラス端子嵌合孔７１およびプラス端子嵌合孔７２をバスバープレート７０に形成し、これら各嵌合孔７１，７２を各端子１１，１２に対応させて嵌合させることにより、バスバープレート７０の誤組も防止されるとともに、組み付けをスムーズに行うことができる。
【００４４】
さらに、バスバー８０は、プラス端子１１だけに嵌合可能なプラス端子嵌合部８１と、マイナス端子１２だけに嵌合可能なマイナス端子嵌合部８２を有し、さらに本体部８０Ａの逃げ孔８３をマイナス端子１２側の１つの突起１２ｂに嵌合させなければ正常な接続が不可能な構成となっているので、誤組が完全に防止される。さらに、各突起１１ｂ，１２ｂは、バスバー８０をボルト８９で固定する際のトルクを受ける回り止めの機能を果たし、よって作業性が向上する。
【００４５】
次に、本実施形態の冷却構造による作用を説明する。
電池装置が稼動されて冷却ファン４９が作動すると、図７に示すように、外部の空気が吸引され冷却風として冷却風流入口４６から装置ケース４０内に流入する。流入した冷却風は、図７の矢印で示すように、電池モジュール積層体１６の下面である冷却風流入面１６Ａの全面にフレッシュな状態で直接当たり、各隔室９０に流入していく。この冷却風の流入部においては、電池モジュール積層体１６とケース本体４１の底面との間の空間が下流側にいくほど断面積が小さくなっている。これは、電池モジュール積層体１６を傾斜して設置したからである。このため、冷却風は下流側に向かうにつれて流速が速くなり、その結果、冷却風流入面１６Ａの全面に冷却風が直接当たることと相まって、隔室９０に流入する冷却風の流量は電池モジュール１０の並列方向で偏ることなくほぼ均等化される。
【００４６】
冷却風は、各隔室９０を上昇しながら流れていくが、その際に、各整流板６１，６２を通過しながら流れていくことにより、各電池モジュール１０は十分に冷却される。電池モジュール積層体１６を通過した冷却風は、冷却風吸引口４７からダクト４８を経て外部に排気される。
【００４７】
冷却風は各電池モジュール１０の軸方向および積層方向にほぼ均一な流量ならびに流速をもって流通し、このため、各電池モジュール１０は均一に冷却され、その結果、発熱効率ならびに耐久性の向上が図られる。また、本実施形態では、電池モジュール積層体１６を横７列・３段とし、距離の短い積層方向に冷却風を流通させているので、冷却効率がより向上する。なお、この積層構成は、中間の固定プレート６０Ａの数を削減することができるといった利点もある。
【００４８】
次いで、図１１および図１２を参照して本発明の第１実施形態を、また、図１３〜図１５を参照して本発明の第３実施形態を説明する。これら図面では、上記第１実施形態で参照した図面と同一作用をなす構成要素には同一の符合を付してあり、したがってそれらの説明は省略する。
【００４９】
（２）第２実施形態
図１１および図１２に示す第２実施形態の電池装置においては、電池モジュール積層体１６が、横１０列の電池モジュール群１５を２段積層した構成となっている。固定プレート６０Ａ，６０Ｂによって電池モジュール群１５が積層されるとともに、上下の固定リブ６５によって絶縁リング３０を挟み込んで固定する構造は、上記第１実施形態と同様である。そして、図１２に示すように、電池モジュール積層体１６はフレーム４５上に傾斜して設置され、下面である冷却風流入面１６Ａの全面に冷却風が直接当たる構成も、第１実施形態と同様である。
【００５０】
本実施形態によれば、電池モジュール積層体１６が２段であるから冷却効果がより向上するとともに、全体が薄いので、上下方向のスペースに制約される車両への搭載に好適である。
【００５１】
（３）第３実施形態
図１３〜図１５に示す第３実施形態の電池装置においては、横５列・２段の電池モジュール積層体１６が上下に配置されている。固定プレート６０Ａ，６０Ｂによって電池モジュール群１５が積層されるとともに、上下の固定リブ６５によって絶縁リング３０を挟み込んで固定する構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００５２】
本実施形態では、冷却風流入口４６は側板４３の上下に形成されている。一方、冷却風吸引口４７は側板４４の高さ方向中央に形成され、その部分に冷却ファン４９が固定されている。上下の電池モジュール積層体１６は、両者の間に配置されてケース本体４１に固定された複数のフレーム９５に固定されている。フレーム９５は、図１３および図１５に示すように、細長い二等辺三角形状で、底辺側を冷却風吸引口４７側に向けて、ケース本体４１の側板４３，４４間に梁状に架け渡されている。フレーム９５は、固定プレート６０Ａ，６０Ｂの固定リブ６５に対応する位置に、電池モジュール１０の軸方向に等間隔に配置されている。
【００５３】
フレーム９５に固定された上下の電池モジュール積層体１６は、図１４および図１５に示すように、冷却風吸引口４７側に向かうにしたがって互いに離間し、その間の空間部分が冷却風吸引口４７に連通した状態で、装置ケース４０に対してそれぞれ傾斜している。上側の電池モジュール積層体１６においては、その上面が冷却風流入面１６Ａとされ、下側の電池モジュール積層体１６においては、その下面が冷却風流入面１６Ａとされる。バスバープレート７０は、上下の電池モジュール積層体１６を一括して連結する大きさおよび形状に形成されている。
【００５４】
本実施形態では、図１４に示すように、上側の冷却風流入口４６から装置ケース４０内に流入した冷却風は、上側の電池モジュール積層体１６の冷却風流入面１６Ａに直接当たってから、隔室９０を下方に向かって流れていく。一方、下側の冷却風流入口４６から装置ケース４０内に流入した冷却風は、下側の電池モジュール積層体１６の冷却風流入面１６Ａに直接当たってから、隔室９０を上方に向かって流れていく。上下の電池モジュール積層体１６を通過した冷却風は、両者の間の空間で合流し、冷却風吸引口４７からダクト４８を経て外部に排気される。
【００５５】
本実施形態によれば、上下の電池モジュール積層体１６を合わせると４段の多段構造であるものの、両者を傾斜させてそれぞれに冷却風流入面１６Ａを形成し、実質的に２段にわたって冷却風を流通させる構成である。このため、冷却効果の向上ならびにコンパクト化が図られる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の蓄電素子を直列接続させた蓄電素子モジュールを複数本積層して構成される蓄電素子装置において、蓄電素子間の絶縁リングを固定プレートの固定リブにより回転不能にリジットに固定したので、蓄電素子モジュールに生じる振動や撓みが効果的に抑えられ、蓄電素子モジュール両端の固定部分にかかる負荷が軽減する。その結果、蓄電素子モジュールの固定強度の向上ならびに装置の軽量化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電池モジュールの積層構造を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る単電池の接続構造を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る単電池の接続構造を示す一部断面側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る電池モジュールのプラス端子およびマイナス端子と、これら端子を接続するバスバーおよびボルトを示す正面図、（ｂ）はプラス端子とマイナス端子を接続した状態を示す正面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る電池モジュールの端子接続構造を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る電池装置の、主に整流板を示す部分の縦断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る電池装置の、主に電池モジュールの固定構造を示す部分の縦断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る電池装置の、主にバスバーおよびバスバープレートを示す部分の縦断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る単電池の接続構造の変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る電池装置の分解斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る電池装置の、主に整流板を示す部分の縦断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る電池装置の分解斜視図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る電池装置の、主に整流板を示す部分の縦断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る電池装置の、主に電池モジュールの固定構造を示す部分の縦断面図である。
【符号の説明】
１…単電池（蓄電素子）
３…金属外装
１０…電池モジュール（蓄電素子モジュール）
１１…プラス端子
１１ａ，１１ｂ…ねじ穴（バスバーの接続部）
１１ｂ，１２ｂ…突起
１２…マイナス端子
１５…電池モジュール群（蓄電素子モジュール群）
１６…電池モジュール積層体（蓄電素子モジュール積層体）
１６Ａ…冷却風流入面
２０…接続リング
２３…凸部（位置決め手段）
３０…絶縁リング
３１…凹部（位置決め手段）
３２…ダボ（回転規制手段）
４０…装置ケース
６０Ａ，６０Ｂ…固定プレート
６１，６２…整流板
６５…固定リブ
６６…ダボ穴（回転規制手段）
７０…バスバープレート
７１…プラス端子嵌合孔
７２…マイナス端子嵌合孔
８０…バスバー
８３…逃げ孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a storage element device mounted as a drive power source in an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or the like. The power storage device referred to in the present invention includes all power storage devices such as single cells such as nickel metal hydride and lithium batteries, and energy storage devices such as electric double layer capacitors (ultracapacitors).
[0002]
[Prior art]
As this type of storage element device, a plurality of cylindrical cells are connected in series to form a cylindrical battery module, and a plurality of battery modules are arranged in parallel in a parallel state. A configuration in which the battery modules are stacked in layers and all battery modules are electrically connected in series to generate high-voltage power is known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-270006 describes a battery device in which battery modules are arranged in three rows and seven stages in a case. In this case, each battery module is passed through the end holes at both ends of the case and through holes provided in the partition walls, etc., and the terminals at both ends are fitted to resin end plates fixed to the end walls. By doing so, the array state is maintained.
[0003]
In each battery module, the terminals are fitted to the end plate, and the adjacent terminals are connected and fixed by the bus bar, so that both ends are fixed to the rigid portion, while in the middle portion, the periphery of the insertion hole Since there is a gap between them, vibration and deflection occur as they are. Therefore, a structure is adopted in which the battery module is passed through a vibration-proof ring integrally formed on a vibration-proof rubber sheet stacked on the partition wall, and an intermediate portion of the battery module is held by the vibration-proof ring to suppress vibration and deflection.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the structure in which a plurality of battery modules are arranged through the insertion holes provided in the end wall or partition wall of the case, the insertion holes must be slightly larger than the outer diameter of the battery module, Therefore, it can be said that the structure inevitably causes vibration and deflection. Even if the middle part of the battery module is held by the vibration isolating ring as described above, it is not in a fixed state, and therefore vibrations and deflections caused by vibrations and impacts when the vehicle travels are not completely suppressed. If the vibration or deflection generated in the battery module is large, the load on the fixed portion applied to the end plate increases, causing problems such as breakage of the end plate or loosening of the fixed portion. For this reason, a structure for securing the fixing strength and the strength of the end plate itself is required, and as a result, the weight is increased.
[0005]
Therefore, according to the present invention, in a power storage device configured by stacking a plurality of power storage device modules (battery modules in the above example), vibrations and deflections that occur in the power storage device module are effectively suppressed and fixed at both ends. An object of the present invention is to provide a storage element device that can reduce such a load and, as a result, improve the fixing strength and reduce the weight.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above object, and a plurality of cylindrical power storage elements are connected in series with a short-circuit preventing insulating ring interposed between the power storage elements to form a cylindrical power storage element module. A plurality of the storage element modules are arranged in parallel in a horizontally placed state to form a storage element module group, and a plurality of the storage element module groups are stacked to form a storage element module stack. In addition, the bus bar plates respectively arranged on both ends of the electricity storage device module laminate are fitted to the terminals of each electricity storage device module, and these terminals are connected in series by the bus bars arranged outside the bus bar plate, Storage element module laminate with terminals connected in series Is a storage element device installed in an apparatus case through which cooling air circulates, and below the lowermost storage element module group, above the uppermost storage element module group, and between each storage element module group In addition, a fixing plate having fixing ribs that can be fixed by sandwiching the insulating ring is arranged, and these fixing plates are joined together so that the insulating ring is sandwiched between the fixing ribs. On fixed plate It is characterized in that a rotation restricting means for restricting the rotation of the insulating ring is provided on the insulating ring and the fixing rib.
[0007]
According to the present invention, the insulating ring sandwiched between the storage elements is sandwiched between the fixing ribs of the fixing plate. On fixed plate Since it fixes, the intermediate part of an electrical storage element module is supported by a fixed plate, and while a vibration and a bending are suppressed, the load concerning the fixed part of the both ends by a bus-bar plate is reduced. As a result, it is possible to improve the fixing strength and reduce the weight of the storage element module. Furthermore, by restricting the rotation of the insulating ring, it is possible to reduce the fixing strength of the insulating ring by the fixing plate, thereby promoting weight reduction.
[0008]
Further, in the present invention, the series connection of the power storage elements constituting the power storage element module is fitted to the exterior which is one pole of one power storage element and is brought into contact with the other pole of the other power storage element, and further insulated The connecting ring and the insulating ring are provided with positioning means for determining a relative position in the circumferential direction, and the insulating ring is provided at least on the outer peripheral surface of the connecting ring. It is a preferable form to have a form covering a part.
[0009]
In a power storage element module, the shape of each terminal on the one-pole side and the other-pole side is often different in order to prevent erroneous assembly that connects the same poles. Therefore, by connecting the power storage elements while positioning the insulating ring and the connection ring by the positioning means, it is possible to configure a power storage element module in which the relative positions in the circumferential direction of the terminals at both ends are constant. By using such a storage element module, the bus bar plate can be smoothly fitted to the terminal. Further, the insulating ring in a form covering at least a part of the outer peripheral surface of the connection ring, that is, protrudes to the outer peripheral side from the connection ring. Therefore, the fixing rib and the fixing plate that are fitted and fixed to the insulating ring do not have to be made of an insulating material. For example, a high-strength Mg alloy, a high-rigidity Al alloy, or the like can be used. A thing can be used and it can be made to contribute to weight reduction.
[0010]
Further, in the present invention, the fixed plate is provided with a rectifying plate that is disposed between the storage element modules and extends in the axial direction of the storage element module, and circulates in the stacking direction of the storage element modules while passing the cooling air through the rectification plate. Furthermore, either one of the upper surface or the lower surface of the power storage device module laminate is used as a cooling air inflow surface, and this cooling air inflow surface And the cross-sectional area of the space formed between the cooling air inflow surface and the one surface of the device case opposite to the cooling air inflow surface becomes smaller toward the downstream side of the cooling air. A preferred embodiment is that the storage element module laminate is inclined.
[0011]
By providing the rectifying plate on the fixed plate, the two can be integrated, which eliminates the trouble of assembling and improves the assembling workability. In addition, by tilting the power storage element module stack as described above, fresh cooling air directly hits the entire cooling air inflow surface set in the power storage element module stack, and the cooling air flows from the inflow surface to the power storage element. It circulates through the current plate in the direction of module stacking. Accordingly, the flow rate and flow rate of the cooling air flowing in the axial direction and the stacking direction of each power storage element module are made uniform, and as a result, each power storage element module is uniformly cooled to improve heat generation efficiency and durability.
In the present invention, from the viewpoint of improving the cooling efficiency and reducing the number of fixed plates, the number of stacked power storage element module groups is smaller than the parallel number of power storage element modules constituting the power storage element module group. preferable.
[0012]
Further, in the present invention, the terminal on the one pole side and the terminal on the other pole side of the storage element module are formed in protrusions having different cross-sectional shapes, and One pole side terminal and other pole side terminal A bus bar connecting portion is provided at the center of the bus bar, and on the other hand, a fitting hole is formed in the bus bar plate to be fitted in correspondence with each terminal, and the fitting hole is fitted in correspondence with each terminal to thereby obtain the bus bar. It is preferable to incorporate the plate into each power storage element module.
[0013]
In the storage element device of the present invention, the terminal on the one pole side and the terminal on the other pole side of the adjacent storage element module are connected in series, but by forming these terminals into protrusions having different cross-sectional shapes, Differences can be clearly recognized, and erroneous assembly that connects the same poles is prevented. Further, by forming fitting holes corresponding to each terminal in the bus bar plate and fitting these fitting holes to the terminals, erroneous assembly of the bus bar plate can be prevented and the assembly can be performed smoothly.
[0014]
To make the cross-sectional shape of the terminal on the one-pole side and the terminal on the other-pole side different from each other, the cross-sectional shape of the plus-side terminal is formed into a substantially star shape that approximates the plus sign, and the minus-side terminal The cross-sectional shape is preferably formed in a substantially circular shape. This is preferable because not only the difference in polarity of the terminals becomes clear, but also the determination of the polarity can be recognized at a glance.
[0015]
Furthermore, the present invention is characterized by the following configuration in order to prevent erroneous assembly when terminals of different polarities are connected by a bus bar.
Four protrusions are provided on the concentric circles so that the end of the bus bar fits inside the terminal on the one pole side and the terminal on the other pole side of the storage element module. The circumferential phases of these protrusions are shifted by 45 ° from each other, That One protrusion of one terminal is present in the extended portion of the bus bar. further, The protrusion of the terminal on one pole side and the protrusion on the terminal on the other pole side are: Different distances from the center of the concentric circles. In addition, one protrusion on one terminal side is fitted to the bus bar to allow connection between the terminals by the bus bar. One A relief hole is formed. With such a configuration, the bus bar can be fitted only to the terminals to be connected, and the erroneous assembly can be completely prevented. Further, when the bus bar is fixed with a bolt, the protrusion serves as a detent for receiving torque at that time, and contributes to improvement in workability.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) First embodiment
FIG. 1 is an exploded perspective view of the battery device according to the first embodiment of the present invention. This battery device is mounted as a drive power source in an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, or the like, and a cylindrical battery module (storage element module) 10 composed of a plurality of cylindrical single cells (storage element) 1 is connected to an apparatus case 40. The battery module 10 is configured such that a plurality of layers are stacked and housed in a horizontally placed state, and the battery modules 10 are connected in series. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a stacked structure of the battery module 10.
[0017]
The battery module 10 is configured by mechanically and electrically connecting a plurality (six in this case) of unit cells 1 in series. As shown in FIGS. 3 and 4, the unit cell 1 has an outer peripheral surface formed by a cylindrical metal sheath 3 that also serves as a negative electrode 2 on one end side, and is insulated from the metal sheath 3 by a sealing material 4 on the other end surface. Further, the positive electrode 5 is provided.
[0018]
The connection structure between the unit cells 1 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
The unit cells 1 are connected in series via a cylindrical connection ring 20. The connection ring 20 has a cylindrical portion 21 and an end surface portion 22, a predetermined portion of the end surface portion 22 is spot-welded to the plus electrode 5 of one unit cell 1, and the cylindrical portion 21 is minus of the other unit cell 1. While being fitted to the electrode 2, a predetermined location is spot-welded, whereby the single cells 1 are connected in series. An insulating ring 30 for preventing a short circuit is sandwiched between the connection ring 20 and the unit cell 1 on the side where the connection ring 20 is welded to the plus electrode 5. A plurality of (in this case, four) arc-shaped convex portions 23 projecting in the radial direction are formed on the end surface portion 22 of the connection ring 20, and each convex portion 23 is formed on the inner peripheral edge of the insulating ring 30. The recess 31 is fitted. The convex portion 23 and the concave portion 31 constitute positioning means for determining the fitting position of the connection ring 20 and the insulating ring 30.
[0019]
The cells 1 are connected to each other by fitting the projection 23 of the connection ring 20 into the recess 31 of the insulation ring 30 and mounting the insulation ring 30 on the outer peripheral surface of the connection ring 20. The end face portion 22 is welded to the electrode 5, and then the negative electrode 2 of the other unit cell 1 is fitted to the cylindrical portion 21 of the connection ring 20 and welded. The insulating ring 30 covers a part of the outer peripheral surface of the connection ring 20 and protrudes in a node shape from the outer peripheral surface of the connection ring 20. A dowel 32 having a circular cross section is projected from the outer peripheral surface of the insulating ring 30 at a position of 180 °.
[0020]
As shown in FIGS. 5 and 6, a plus terminal 11 and a minus terminal 12 are provided at the centers of both ends of the battery module 10 to which the plurality of single cells 1 are connected as described above. The plus terminal 11 is a protrusion having a substantially star shape in cross section having four acute angle portions, and the minus terminal 12 is a protrusion having a substantially circular section. Screw holes (connection portions) 11a and 12a are formed at the centers of the terminals 11 and 12, respectively. Protrusions 11b having a circular cross section are formed on the inside of the four acute angle portions forming the star shape of the plus terminal 11, respectively. Also, four similar protrusions 12 b are formed on the peripheral edge of the negative terminal 12. These protrusions 11b and 12b are formed at equal intervals in the circumferential direction on concentric circles centering on the screw holes 11a and 12a, respectively. The distance 11L between the center of the screw hole 11a on the plus terminal 11 side and the protrusion 11b shown in FIG. 5A is set longer than the distance 12L between the center of the screw hole 12a on the minus terminal 12 side and the protrusion 12b. .
[0021]
In one battery module 10, the convex portion 23 of the connection ring 20 is fitted into the concave portion 31 of the insulating ring 30, whereby the phase in the circumferential direction of the projection 11 b of the plus terminal 11 and the projection 12 b of the minus terminal 12 is increased. Are offset from each other by 45 °.
[0022]
Next, a device case 40 in which a plurality of battery modules 10 having the above-described configuration are stacked and stored will be described. As shown in FIG. 1, the device case 40 includes a case main body 41 and a lid 51 formed in a rectangular box shape.
[0023]
The case main body 41 has a U-shaped cross section including a bottom plate 42 and a pair of side plates 43 and 44 facing each other. A plurality of rib-shaped frames 45 extending between the side plates 43 and 44 are provided on the bottom plate 42 in parallel with each other at equal intervals. The upper surfaces of the frames 45 are inclined downward from one side plate 43 side toward the other side plate 44. A plurality of cooling air inlets 46 are formed in the lower part of the side plate 43 on the side where the upper surface of the frame 45 is high, avoiding the frame 45. On the other hand, a plurality of cooling air suction ports 47 are formed in the upper part of the side plate 44 on the lower side of the frame 45. A duct 48 communicating with the cooling air suction port 47 is bolted to the upper outer side of the side plate 44. A cooling fan 49 that sucks the air in the device case 40 and exhausts it outside the device case 40 is provided at the tip of the duct 48.
[0024]
The lid body 51 has a U-shaped cross section including a top plate 52 and a pair of side plates 53 and 54 that close the side opening of the case body 41, and is covered from above the case body 41. It is fixed with. At the lower ends of the side plates 53 and 54, a bracket 56 for fixing to the vehicle on which the battery device is mounted is provided.
[0025]
Next, the laminated structure of the battery module 10 in the device case 40 will be described. The battery module 10 of this embodiment is configured as a battery module group 15 arranged in parallel in seven horizontal rows, and the battery module group 15 is stacked in three stages on a frame 45 to form a battery module stack (storage element module stack). 16 is configured. The battery module 10 uses a plurality of two types of fixing plates 60A and 60B shown in FIG. 2 (FIG. 2 shows the battery module 10 in five rows and two stages for simplification of the drawing) and FIGS. The battery module group 15 and the battery module stack 16 are arranged.
[0026]
The fixed plate 60 A is interposed between the battery module groups 15, and the end rectifying plates 61 arranged at both ends of the battery module 10 in the parallel direction and the end rectifying plates 61 are alternately arranged in parallel. The intermediate rectifying plate 62 and the long and narrow partition plate 63, and the partition wall 64 for connecting them together are provided.
[0027]
The intermediate rectifying plate 62 has a substantially square cross section, and is arranged in parallel with each other with two diagonal lines in the cross section orthogonal and parallel to the parallel direction. The end rectifying plate 61 has a half-like shape in which the center in the width direction of the intermediate rectifying plate 62 is cut vertically, and is arranged in parallel with the intermediate rectifying plate 62 with the grooved inner surface facing outward. The partition plate 63 is disposed between the rectifying plates 61 and 62 in parallel with the rectifying plates 61 and 62. The rectifying plates 61 and 62 and the partition plate 63 have the same length, and are arranged in parallel at equal intervals with both ends aligned in parallel. The partition wall 64 has a substantially rectangular shape extending in the parallel direction of the battery modules 10, and is in the longitudinal center of the rectifying plates 61 and 62 and the partition plate 63, and the surface direction is the longitudinal direction of the rectifying plates 61 and 62 and the partition plate 63. It is provided in a state orthogonal to. In other words, the rectifying plates 61 and 62 and the partition plate 63 are integrated in a state of penetrating the partition wall 64.
[0028]
A plurality of fixing ribs 65 that support each battery module 10 of the battery module group 15 are provided on the upper edge and the lower edge of the partition wall 64. These fixing ribs 65 are formed in a semicircular arc shape so as to sandwich the insulating ring 30 of the battery module 10, and are respectively disposed in portions corresponding to between the rectifying plates 61 and 62. A dowel hole 66 into which the dowel 32 of the insulating ring 30 is fitted is formed in the center of the inner surface of the fixing rib 65 that receives the insulating ring 30. These dowels 32 and dowel holes 66 constitute a rotation restricting means for restricting the rotation of the insulating ring 30.
[0029]
The fixed plate 60B is arranged above and below the battery module laminate 16, and is a half-shaped one obtained by cutting the fixed plate 60A horizontally at the center in the height direction. It comprises a current plate 61, an intermediate current plate 62, a partition plate 63, and a partition wall 64 provided with a fixing rib 65 in which a dowel hole 66 is formed.
[0030]
The fixing plates 60A and 60B are arranged in such a way that the three rectifying plates 61A and 62B and the partition plate 63 are connected in a straight line. Therefore, the length of one fixed plate 60A, 60B (the length in the direction in which the rectifying plates 61, 62 and the partition plate 63 extend) corresponds to the two unit cells 1 connected in series. And the fixing rib 65 is distribute | arranged to the position which pinches | interposes the insulating ring 30 between the two unit cells 1.
[0031]
In order to configure the battery module stack 16 using the fixing plates 60A and 60B, first, the three fixing plates 60B are arranged on the frame 45 of the case body 41 in the direction in which the rectifying plates 61 and 62 and the partition plate 63 extend. The fixing ribs 65 are arranged so as to be orthogonal to the frame 45 and with the fixing ribs 65 facing upward. Next, the insulating rings 30 positioned at both ends and the center of the battery module 10 are respectively placed on the fixing rib 65 and the six battery modules 10 are arranged in parallel to form the lowermost battery module group 15. When aligning the insulating ring 30 with the fixing rib 65, the dowel 32 of the insulating ring 30 is fitted into the dowel hole 66 of the fixing rib 65. Further, the battery modules 10 are arranged in a staggered manner so that the plus terminals 11 and the minus terminals 12 are alternately adjacent. Next, the three fixing plates 60A are placed on the lowermost battery module 10 group, and the insulating ring 30 is sandwiched between the fixing ribs 65 of the fixing plates 60A and 60B.
[0032]
Next, the second-stage battery module group 15 is arranged in parallel on the fixed plate 60A, and the fixed plate 60A and the third-stage battery module group 15 are stacked in this order. When stacking the battery module group 15, the battery modules 15 are stacked alternately so that the polarities of the terminals adjacent to each other are different from each other. Finally, the fixing plate 60B is placed on the third-stage battery module group 15. When the battery module group 15 and the fixing plates 60 A and 60 B are alternately stacked, the dowel hole 66 of the fixing rib 65 is fitted into the dowel 32 of the insulating ring 30. When the battery module group 15 is stacked using the fixing plates 60A and 60B in this way, a plurality of bolts 67 are passed through the stacked fixing plates 60A and 60B and the frame 45 from above as shown in FIG. The fixing plates 60 A and 60 B are collectively clamped and fixed to the frame 45 by bolts 67 and nuts 68.
[0033]
As described above, the battery modules 10 are stacked in a horizontal 7-row / 3-stage manner with a space between each other, and in the stacked state, in each battery module 10, three positions are formed on the upper and lower fixing ribs 65 via the insulating rings 30. It is fixed to the rigid by being pinched. As shown in FIG. 7, the battery modules 10 are stacked in a square basket shape, and the rectifying plates 61 and 62 are evenly arranged between the battery modules 10. The facing surfaces of the rectifying plates 61 and 62 to the battery module 10 are curved along the outer peripheral surface of the battery module 10. The partition plates 63 adjacent in the vertical direction are continuous with each other, and the partition plates 63 partition the space in the parallel direction of the battery modules 10 into a plurality along the columns of the battery modules 10. In addition, the vertically adjacent partition walls 64 are also continuous with each other, and the partition walls 64 partition the space in the axial direction of the battery module 10 into a plurality. Further, as apparent from FIGS. 7 to 9, since the frame 45 is inclined, the entire battery module stack 16 is inclined downward toward the duct 48. This inclination direction is along the arrangement direction of the battery module group 15. The lower surface of the battery module laminate 16 is a cooling air inflow surface 16A described later.
[0034]
As described above, when the dowel 32 of the insulating ring 30 is fitted into the dowel hole 66 of the fixing rib 65 and the battery module 10 is stacked, as shown in FIGS. 2 and 5A, the plus terminal 11 is Four sides connecting the four protrusions 11b are □ -shaped along the parallel direction and the stacking direction of the battery module group 15, while the negative terminal 12 has four sides connecting the protrusions 12b with respect to the parallel direction of the battery module group 15. Inclined 45 ° and shaped like ◇. Each of the terminals 11 and 12 is fitted with a bus bar plate 70 disposed on both ends of the battery module laminate 16, and further by a bus bar 80 which is a conductive body disposed outside the bus bar plate 70. A plus terminal 11 and a minus terminal 12 to be connected are connected.
[0035]
As shown in FIG. 1 and FIG. 9, the bus bar plate 70 is a rectangular resin plate corresponding to the end face of the battery module stack 16, and is applied to the end face of the battery module stack 16 so that each plus terminal 11 are formed, and a plurality of plus terminal fitting holes 71 that are fitted to correspond to the respective minus terminals 12 are formed. That is, the plus terminal fitting hole 71 is formed in a substantially star shape corresponding to the plus terminal 11, and the plus terminal fitting hole 72 is formed in a substantially circular shape corresponding to the minus terminal 12 and having recesses corresponding to the four protrusions 12b. Has been.
[0036]
As shown in FIG. 5A, the bus bar 80 is formed by forming a plus terminal fitting portion 81 at one end of a long plate-like main body portion 80A and a minus terminal fitting portion 82 at the other end. Each of the fitting portions 81 and 82 has a circular shape with the same diameter, and an insertion hole 81a and 82a for the connection bolt 89 is formed at the center thereof. The plus terminal fitting portion 81 is fitted in a state where it fits inside the four protrusions 11b of the plus terminal 11, and similarly, the minus terminal fitting portion 82 is fitted inside the four projections 12b of the minus terminal 12. Mating.
[0037]
As shown in FIG. 5B, the bus bar 80 is bridged between the adjacent positive terminal 11 and the negative terminal 12 to be connected, but always has two protrusions adjacent in the circumferential direction on the positive terminal 11 side. The main body 80A is passed between 11b. The interval (linear distance) between the protrusions 11b is set to a distance at which the main body portion 80A comes into contact. On the other hand, the interval between the protrusions 12b adjacent to each other in the circumferential direction of the minus terminal 12 is that the distance from the center of the screw hole 12a is shorter than that on the plus terminal 11 side. It has become. An escape hole 83 is formed near the minus terminal fitting portion 82 of the main body portion 80A of the bus bar 80 so as to fit one projection 12b of the minus terminal 12 present in the extending portion of the main body portion 80A. The escape hole 83 is a long hole in consideration of an error in the distance between the terminals 11 and 12.
[0038]
The end portions of the battery module 10 are connected and fixed by the bus bar plate 70 and the bus bar 80, and the terminals 11 and 12 are connected in series. For this purpose, first, the bus bar plates 70 are respectively fitted to both ends of the battery module laminate 16, and the plus terminal fitting holes 71 are fitted to the corresponding plus terminals 11 and the plus terminal fitting holes 72 are fitted to the minus terminals 12, respectively. . Next, as shown in the lower diagrams of FIGS. 5B and 6 (the bus bar plate 70 is omitted in both figures), the bus bar 80 is bridged between the adjacent plus terminal 11 and minus terminal 12 to be connected. The fitting portions 81 and 82 are fitted to both the terminals 11 and 12, and the bolts 89 passed through the insertion holes 81a and 82a are screwed into the screw holes 11a and 12a to fasten the bus bar 80 and the bus bar plate 70 together. By this fastening, the bus bar plate 70 is fixed without rattling. Note that it is desirable to set the thickness of the bus bar plate 70 to be larger than the heights of the protrusions 11b and 12b of the terminals 11 and 12 in order to enable joint fastening.
[0039]
As described above, the battery module stack 16 is fixed to the case body 41, and the battery modules 10 are connected in series. Next, the lid 51 is placed on the case main body 41 and fixed with the bolts 55, and the assembly of the battery device of this embodiment is completed. As shown in FIG. 7, the space in the parallel direction of the battery module 10 is partitioned into a plurality by the partition plates 63 of the fixing plates 60A and 60B and the side plates 43 and 44 of the case body 41, and the fixing plates 60A and 60B. The partition walls 64 and the side plates 53 and 54 of the lid 51 divide the space in the axial direction of the battery module 10 into a plurality. That is, in the device case 40, a plurality of compartments 90 extending in the stacking direction (vertical direction) of the battery module group 15 are formed in the shape of a basket by the device case 40, the partition plate 63 and the partition wall 64, and these compartments 90 are cooled. Constructs a wind passage.
[0040]
Next, the operation of the battery device of this embodiment will be described.
First, according to the laminated structure of the battery module 10 of the present embodiment, the insulating ring 30 between the single cells 1 is sandwiched and fixed to the rigid by the fixing ribs 65 of the upper and lower fixing plates 60A and 60B. Is firmly supported by the fixing plates 60A and 60B. For this reason, while the vibration and bending of the battery module 10 are suppressed, the load concerning the fixing part of the both ends by the bus-bar plate 70 is reduced. As a result, the fixing strength and weight reduction of the battery module 10 can be achieved. Further, since the dowel 32 of the insulating ring 30 is fitted into the dowel hole 66 of the fixing rib 65 to restrict the rotation of the insulating ring 30, the fixing strength of the insulating ring 30 by the fixing plates 60A and 60B can be reduced. And this promotes weight reduction.
[0041]
As a means for restricting the rotation of the insulating ring 30, in addition to the above configuration, for example, as shown in FIG. 10, both sides of the insulating ring 30 are linearly cut and fitted into the notch surface 33. Means or the like for forming the fitting surface on the fixing rib 65 can be employed.
[0042]
Regarding the configuration of the battery module 10, since the cells 1 are connected to each other by fitting the convex portion 23 of the connection ring 20 into the concave portion 31 of the insulating ring 30, the relative positions in the circumferential direction of the terminals 11, 12 at both ends. Can be assembled. By using such a battery module 10, the bus bar plate 70 can be smoothly fitted to the terminals 11 and 12. Further, the insulating ring 30 covers a part of the outer peripheral surface of the connection ring 20 and protrudes more outward than the connection ring 20. Since the fixing rib 65 is fitted into the insulating ring 30, the fixing rib 65 is connected to the connection ring 20. Do not touch. Therefore, the fixing rib 65 and the fixing plates 60A and 60B do not have to be made of an insulating material. For example, a material having excellent specific strength and specific rigidity such as a high strength Mg alloy or a high rigidity Al alloy should be used. This also promotes weight reduction.
[0043]
Further, the plus terminal 11 of the battery module 10 is formed in a substantially star shape that approximates a plus sign, while the minus terminal 12 is formed in a substantially circular shape that is completely different from the plus terminal 11. Therefore, not only the difference in polarity is clarified, but also the determination of the polarity can be recognized at a glance, and erroneous assembly that connects the same polarity is prevented in advance. In addition, a plus terminal fitting hole 71 and a plus terminal fitting hole 72 corresponding to the plus terminal 11 and the minus terminal 12 are formed in the bus bar plate 70, and these fitting holes 71 and 72 correspond to the terminals 11 and 12. By fitting them together, misassembly of the bus bar plate 70 is prevented and the assembly can be performed smoothly.
[0044]
Further, the bus bar 80 includes a plus terminal fitting portion 81 that can be fitted only to the plus terminal 11 and a minus terminal fitting portion 82 that can be fitted only to the minus terminal 12, and further, a relief hole 83 of the main body portion 80A. Is not configured to fit into one protrusion 12b on the negative terminal 12 side, so that a normal connection is impossible, so that erroneous assembly is completely prevented. Further, each of the protrusions 11b and 12b serves as a detent for receiving torque when the bus bar 80 is fixed with the bolt 89, thereby improving workability.
[0045]
Next, the effect | action by the cooling structure of this embodiment is demonstrated.
When the battery device is operated and the cooling fan 49 is activated, as shown in FIG. 7, external air is sucked and flows into the device case 40 from the cooling air inlet 46 as cooling air. As shown by the arrows in FIG. 7, the inflowing cooling air directly hits the entire surface of the cooling air inflow surface 16 A that is the lower surface of the battery module stack 16 in a fresh state and flows into each compartment 90. In the cooling air inflow portion, the cross-sectional area becomes smaller as the space between the battery module stack 16 and the bottom surface of the case body 41 goes downstream. This is because the battery module stack 16 is installed with an inclination. Therefore, the flow rate of the cooling air increases toward the downstream side. As a result, the cooling air flows into the compartment 90 in combination with the direct contact of the cooling air with the entire surface of the cooling air inflow surface 16A. Are almost equalized without being biased in the parallel direction.
[0046]
The cooling air flows while going up through the respective compartments 90. At this time, the battery modules 10 are sufficiently cooled by flowing while passing through the respective rectifying plates 61 and 62. The cooling air that has passed through the battery module stack 16 is exhausted from the cooling air suction port 47 through the duct 48 to the outside.
[0047]
The cooling air flows with a substantially uniform flow rate and flow velocity in the axial direction and the stacking direction of each battery module 10, and thus each battery module 10 is uniformly cooled, and as a result, heat generation efficiency and durability are improved. . Moreover, in this embodiment, since the battery module laminated body 16 is made into 7 rows and 3 steps | paragraphs and the cooling air is distribute | circulated to the lamination direction with a short distance, cooling efficiency improves more. Note that this stacked structure has an advantage that the number of intermediate fixing plates 60A can be reduced.
[0048]
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12, and a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings, components having the same functions as those in the drawings referred to in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and thus description thereof is omitted.
[0049]
(2) Second embodiment
In the battery device of the second embodiment shown in FIGS. 11 and 12, the battery module stack 16 has a configuration in which the battery module groups 15 in the horizontal 10 rows are stacked in two stages. The battery module group 15 is stacked by the fixing plates 60A and 60B, and the structure in which the insulating ring 30 is sandwiched and fixed by the upper and lower fixing ribs 65 is the same as in the first embodiment. And as shown in FIG. 12, the battery module laminated body 16 is inclined and installed on the frame 45, and the configuration in which the cooling air directly hits the entire surface of the cooling air inflow surface 16A that is the lower surface is the same as in the first embodiment. It is.
[0050]
According to this embodiment, since the battery module laminated body 16 has two stages, the cooling effect is further improved and the whole is thin, which is suitable for mounting on a vehicle constrained by a vertical space.
[0051]
(3) Third embodiment
In the battery device of the third embodiment shown in FIG. 13 to FIG. 15, the battery module stack 16 having 5 rows and 2 rows is arranged vertically. The battery module group 15 is stacked by the fixing plates 60A and 60B, and the structure in which the insulating ring 30 is sandwiched and fixed by the upper and lower fixing ribs 65 is the same as in the first embodiment.
[0052]
In the present embodiment, the cooling air inlet 46 is formed above and below the side plate 43. On the other hand, the cooling air suction port 47 is formed at the center of the side plate 44 in the height direction, and a cooling fan 49 is fixed to that portion. The upper and lower battery module stacks 16 are fixed to a plurality of frames 95 that are disposed between them and fixed to the case body 41. As shown in FIGS. 13 and 15, the frame 95 has an elongated isosceles triangle shape, and is bridged in a beam shape between the side plates 43 and 44 of the case body 41 with the bottom side facing the cooling air suction port 47 side. ing. The frames 95 are arranged at equal intervals in the axial direction of the battery module 10 at positions corresponding to the fixing ribs 65 of the fixing plates 60A and 60B.
[0053]
As shown in FIGS. 14 and 15, the upper and lower battery module stacks 16 fixed to the frame 95 are separated from each other toward the cooling air suction port 47, and a space portion therebetween is formed in the cooling air suction port 47. In communication with each other, the device case 40 is inclined. The upper surface of the upper battery module stack 16 is a cooling air inflow surface 16A, and the lower surface of the lower battery module stack 16 is a cooling air inflow surface 16A. The bus bar plate 70 is formed in a size and shape that collectively connect the upper and lower battery module stacks 16.
[0054]
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, the cooling air that has flowed into the device case 40 from the upper cooling air inlet 46 directly hits the cooling air inflow surface 16 A of the upper battery module stack 16, and then is separated. It flows through the chamber 90 downward. On the other hand, the cooling air flowing into the device case 40 from the lower cooling air inlet 46 directly hits the cooling air inflow surface 16A of the lower battery module stack 16 and then flows upward in the compartment 90. To go. The cooling air that has passed through the upper and lower battery module stacks 16 merges in the space between the two, and is exhausted to the outside from the cooling air suction port 47 through the duct 48.
[0055]
According to the present embodiment, when the upper and lower battery module laminates 16 are combined, a four-stage multi-stage structure is formed, but both are inclined to form the cooling air inflow surface 16A in each of them, and the cooling air is substantially spread over two stages. It is the structure which distributes. For this reason, the cooling effect is improved and the size is reduced.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the power storage device configured by stacking a plurality of power storage device modules in which a plurality of power storage devices are connected in series, the insulating ring between the power storage devices is fixed to the fixing rib of the fixing plate. Thus, the rigid and non-rotatable fixing is effective, so that vibrations and deflections generated in the storage element module are effectively suppressed, and the load applied to the fixed portions at both ends of the storage element module is reduced. As a result, it is possible to improve the fixing strength of the power storage element module and reduce the weight of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a battery device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a stacked structure of the battery module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a cell connection structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional side view showing a cell connection structure according to the first embodiment of the present invention.
5A is a front view showing a plus terminal and a minus terminal of the battery module according to the first embodiment of the present invention, and bus bars and bolts connecting these terminals, and FIG. 5B is a diagram showing the plus terminal and the minus terminal. It is a front view which shows the state connected.
FIG. 6 is a perspective view showing a terminal connection structure of the battery module according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a current plate of the battery device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a battery module fixing structure of the battery device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a bus bar and a bus bar plate of the battery device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing a modification of the connection structure of the unit cells according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an exploded perspective view of a battery device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a current plate of a battery device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an exploded perspective view of a battery device according to a third embodiment of the invention.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a current plate of a battery device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a portion mainly showing a battery module fixing structure of a battery device according to a third embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Single battery (storage element)
3 ... Metal exterior
10 ... Battery module (storage element module)
11 ... Positive terminal
11a, 11b ... Screw hole (connection part of bus bar)
11b, 12b ... projection
12 ... Negative terminal
15 ... Battery module group (storage element module group)
16 ... Battery module laminate (storage element module laminate)
16A ... Cooling air inflow surface
20 ... Connection ring
23 ... convex portion (positioning means)
30. Insulating ring
31 ... Recessed portion (positioning means)
32 ... Dowel (rotation restricting means)
40 ... Device case
60A, 60B ... Fixed plate
61, 62 ... Current plate
65 ... fixed rib
66 ... Dowel hole (rotation restricting means)
70 ... Bus bar plate
71 ... Positive terminal fitting hole
72 ... Negative terminal fitting hole
80 ... Bus bar
83 ... escape hole

Claims

A plurality of cylindrical energy storage elements are connected in series with a short-circuit preventing insulating ring between the energy storage elements to form a cylindrical energy storage element module,
A plurality of the power storage element modules are arranged in parallel in a horizontally placed state to form a power storage element module group,
A plurality of power storage element module groups are stacked in a plurality of stages to form a power storage element module stack,
Further, the bus bar plate arranged respectively on both sides of the storage element module stack, the causes fitted to the terminals of the respective storage element module, connected in series by a bus bar which arranged the terminals on the outside of the bus bar plate,
A storage element device in which the storage element module stack in which the terminals are connected in series is installed in a device case through which cooling air flows,
And below the storage element modules the lowermost, fixed with the upper side of the storage element modules of top, and between the respective storage element modules, the fixed rib may be secured by sandwiching the insulating ring Arrange the plates,
By attaching collectively these fixed plates, and fixed to the fixed plate by sandwiching the insulating ring by the fixing rib,
Further, the insulation ring and said fixing ribs, the power storage device and wherein the provided with a rotation restricting means for restricting the rotation of said insulation ring.

Series connection of each other the electric storage elements constituting the electric storage device module is fitted to the exterior is a pole of one of said power storage device, and brought into contact with the other pole of the other of said power storage device, further wherein the insulating ring Made by a cylindrical connection ring fitted to the
Characterized in that on the said connecting ring and the insulating ring, together with the positioning means for determining the mating positions of each other are provided, said insulating ring is in the form of covering at least a portion of the outer peripheral surface of said connecting ring The power storage device according to claim 1.

Wherein the fixing plate is provided with a rectifying plate that is disposed between the electric storage device module extending in the axial direction of the electric storage device module,
3. The power storage device according to claim 1, wherein the cooling air is circulated in the stacking direction of the power storage device modules while passing through the current plate.

Either one of the upper surface or the lower surface of the power storage element module laminate is the inflow surface of the cooling air,
The electric storage element module laminate is configured such that a cross-sectional area of a space formed between the cooling air inflow surface and one surface of the device case facing the cooling air inflow surface decreases toward the downstream side of the cooling air. electric storage device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that is tilted.

Wherein said terminals of said terminal and the other pole of the pole side of the electric storage device module is formed into cross-sectional shape different from each other protruding, and the central portion of the said unipolar side terminal of the other electrode terminal A bus bar connection,
On the other hand, the bus bar plate, the response to the terminal fitting holes for fitting formed, the bus bar plate the respective storage element module by fitting with the fitting hole so as to correspond to the respective terminals The power storage device according to any one of claims 1 to 4, wherein the power storage device is incorporated into the device.

Wherein the terminal and the terminal of the other pole of the pole side of the power storage element module, four provided a projection end of the bus bar is fitted in a state that fits inside each concentrically,
And the protrusion of the terminal projections and the other pole of the terminal pole side, by disposing the circumferential direction of the phase likeness 45 DEG to each other, extending the bus bar to one projection of the one terminal Exist in the part,
Further, the protrusion of the terminal on the one-pole side and the protrusion of the terminal on the other-pole side have different distances from the center of the concentric circles,
On the other hand, the bus bar, according to any one of claims 1 to 5, wherein one projection fitted, characterized in that the formation of the one relief hole which permits the connection of each other said terminals by said bus bars Energy storage device.

The cross-sectional shape of the terminal of the positive side of the electric storage device module formed into a substantially star,
On the other hand, the storage element device according to claim 5 or 6, wherein a cross-sectional shape of the terminal on the minus side is formed in a substantially circular shape.