JP6330589B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電素子と蓄電素子の状態を計測する計測部とを備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device including a power storage element and a measurement unit that measures the state of the power storage element.
従来、複数の蓄電素子(電池セル)を備える蓄電装置(組電池)において、蓄電装置の温度を検出する温度センサ(温度検出器)が設けられた構成が知られている(特許文献1参照)。特許文献1の蓄電装置では、温度センサは、複数の蓄電素子の、複数の蓄電素子の並び方向に交差する方向側に配置されている。そして、当該温度センサの検出結果は、蓄電装置の制御に利用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a configuration in which a temperature sensor (temperature detector) for detecting the temperature of a power storage device is provided in a power storage device (assembled battery) including a plurality of power storage elements (battery cells) is known (see Patent Document 1). . In the power storage device of Patent Document 1, the temperature sensor is arranged on the direction side of the plurality of power storage elements that intersects the arrangement direction of the plurality of power storage elements. And the detection result of the said temperature sensor is utilized for control of an electrical storage apparatus.
しかしながら、上記従来の蓄電装置では、例えば、振動や衝撃が蓄電装置に与えられた場合には、温度センサまたは蓄電素子が移動することにより、温度センサ及び蓄電素子の位置関係が最適な状態から離れてしまうおそれがある。 However, in the above-described conventional power storage device, for example, when vibration or shock is applied to the power storage device, the temperature sensor or the power storage element moves, so that the positional relationship between the temperature sensor and the power storage element departs from an optimal state. There is a risk that.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の状態を精度よく計測す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 has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a power storage device that can accurately measure the state of a power storage element.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を備える蓄電装置であって、前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、当接されることで前記蓄電素子の状態を前記計測部が計測可能な被計測体と、前記被計測体に向けて前記計測部を付勢する付勢部と、前記付勢部の前記計測部とは反対側に設けられる第一規制部と、を備える。 In order to achieve the above object, a power storage device according to one embodiment of the present invention is a power storage device including a power storage element, wherein the power storage element is brought into contact with a measurement unit that measures a state of the power storage element. A measurement object that can be measured by the measurement unit; an urging unit that urges the measurement unit toward the measurement object; and a urging unit that is provided on a side opposite to the measurement unit. A regulation unit.
これによれば、付勢部は、付勢部の計測部とは反対側に設けられる第一規制部材により規制されるため、付勢部が当該反対側に向かって変形しすぎることを抑制できる。これにより、蓄電装置に振動や衝撃が与えられたとしても、付勢部が変形しすぎることにより破損することを防ぐことができる。このため、付勢部が計測部を被計測体に向けて付勢している状態に維持することができ、計測部が蓄電素子の状態を精度よく計測することができる。 According to this, since the urging unit is regulated by the first regulating member provided on the side opposite to the measuring unit of the urging unit, the urging unit can be prevented from being deformed excessively toward the opposite side. . Thereby, even if a vibration or impact is given to the power storage device, it is possible to prevent the urging portion from being damaged due to excessive deformation. For this reason, the urging unit can maintain the state in which the measurement unit is urged toward the measurement target, and the measurement unit can accurately measure the state of the storage element.
また、前記付勢部は、弾性変形する変形部を有し、前記第一規制部は、前記変形部の弾性変形を規制してもよい。 The urging portion may include a deformable portion that is elastically deformed, and the first restricting portion may restrict elastic deformation of the deformable portion.
これによれば、付勢部は、弾性変形の範囲で第一規制部により変形部の変形が規制されるため、付勢部が塑性変形することを防ぐことができる。これにより、付勢部による計測部への付勢力が低下することを防ぐことができる。 According to this, since the deformation | transformation of a deformation | transformation part is controlled by the 1st control part in the range of elastic deformation, the urging | biasing part can prevent that a urging | biasing part carries out plastic deformation. Thereby, it can prevent that the urging | biasing force to the measurement part by an urging | biasing part falls.
また、前記第一規制部は、発熱体または熱伝導体であってもよい。 Further, the first restricting portion may be a heating element or a heat conductor.
このため、第一規制部が発熱体または熱伝導体であっても、計測部と発熱体または熱伝導体との間に付勢部を設けることができるため、計測部に及ぼす発熱体または熱伝導体からの熱の影響を低減することができる。これにより、発熱体または熱伝導体であっても第一規制部として利用できるため、蓄電装置の構成をコンパクトにできる。 For this reason, even if the first regulating part is a heating element or a heat conductor, an urging part can be provided between the measurement part and the heating element or the heat conductor, so that the heating element or heat exerted on the measurement part can be provided. The influence of heat from the conductor can be reduced. Thereby, even if it is a heat generating body or a heat conductor, since it can utilize as a 1st control part, the structure of an electrical storage apparatus can be made compact.
また、前記被計測体は、前記蓄電素子、前記蓄電素子の電極端子に電気的に接続されるバスバー及び前記蓄電素子を収容する筐体の少なくとも1つであってもよい。 The measured object may be at least one of the power storage element, a bus bar electrically connected to an electrode terminal of the power storage element, and a housing that houses the power storage element.
このため、計測部は、蓄電素子、バスバー、及び筐体の少なくとも1つの状態を蓄電素子の状態として精度よく計測できる。 For this reason, the measurement unit can accurately measure at least one state of the power storage element, the bus bar, and the housing as the state of the power storage element.
また、前記計測部は、前記被計測体の温度を計測する温度センサであってもよい。 The measurement unit may be a temperature sensor that measures the temperature of the measurement object.
このため、計測部は、被計測体の温度を精度よく計測できる。 For this reason, the measurement unit can accurately measure the temperature of the measurement object.
また、さらに、前記計測部の前記被計測体に向けた移動を規制する第二規制部を備えてもよい。 Furthermore, you may provide the 2nd control part which controls the movement toward the said to-be-measured body of the said measurement part.
このため、計測部が付勢部から付勢力を受けない位置まで移動することを規制することができる。これにより、計測部が付勢部から付勢力を受けた状態で、被計測体に近づけることができる。 For this reason, it can control that a measurement part moves to the position which does not receive energizing force from an energizing part. Thereby, it can approach to a to-be-measured body in the state which the measurement part received biasing force from the biasing part.
また、さらに、前記計測部の一部が突出した状態で前記計測部を保持する容器を備え、前記容器は、前記付勢部の変形が前記第一規制部により規制されているときの前記計測部の位置である第一位置から、前記計測部の移動が前記第二規制部により規制されているときの前記計測部の位置である第二位置までの長さが、前記計測部が第二位置に位置するときに、前記計測部が前記容器から突出する長さより短くなるように、前記計測部を保持してもよい。 Furthermore, the container further includes a container that holds the measurement part in a state in which a part of the measurement part protrudes, and the container performs the measurement when deformation of the urging part is restricted by the first restriction part. The length from the first position, which is the position of the part, to the second position, which is the position of the measuring part when the movement of the measuring part is restricted by the second restricting part, You may hold | maintain the said measurement part so that the said measurement part may become shorter than the length which protrudes from the said container when it positions.
これによれば、第二位置から第一位置まで計測部が移動する長さよりも、計測部が容器から突出する長さの最大が長い。これにより、計測部は、容器の最も内方に位置する第一位置に位置するときであっても、容器から突出した状態となる。このため、容器と蓄電素子とを組み立てたときに、計測部が容器から突出しない状態となることを防止することができる。つまり、計測部が容器から露出された状態となるように維持できるため、蓄電素子の状態を精度よく計測できる。 According to this, the maximum length that the measurement unit protrudes from the container is longer than the length that the measurement unit moves from the second position to the first position. Thereby, even if it is a time of being located in the 1st position located in the innermost part of a container, a measurement part will be in the state protruded from the container. For this reason, when a container and an electrical storage element are assembled, it can prevent that a measurement part will be in the state which does not protrude from a container. That is, since the measurement unit can be maintained so as to be exposed from the container, the state of the storage element can be accurately measured.
また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を備える蓄電装置であって、前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、当接されることで前記蓄電素子の状態を前記計測部が計測可能な被計測体と、前記被計測体に向けて前記計測部を付勢する付勢部と、前記付勢部の前記計測部とは反対側に設けられる第一規制部と、前記計測部の一部が突出した状態で前記計測部を保持する容器と、を備え、前記容器は、前記付勢部の変形が前記第一規制部により規制されているときの前記計測部の位置である第一位置から、前記被計測体に当接しているときの前記計測部の位置である第二位置までの長さが、前記計測部が第二位置に位置するときに、前記計測部が前記容器から突出する長さより短くなるように、前記計測部を保持する。 The power storage device according to one embodiment of the present invention is a power storage device including a power storage element, and a measurement unit that measures a state of the power storage element and a state of the power storage element by contacting the measurement unit A measurement object that can be measured, an urging part that urges the measurement part toward the measurement object, a first restriction part that is provided on the opposite side of the measurement part of the urging part, and A container that holds the measurement unit in a state in which a part of the measurement unit protrudes, and the container is positioned at the measurement unit when deformation of the biasing unit is regulated by the first regulation unit When the measurement unit is located at the second position, the measurement unit has a length from the first position to the second position that is the position of the measurement unit when the measurement unit is in contact with the measurement target. The measurement unit is held so that is shorter than the length protruding from the container.
これによれば、第二位置から第一位置まで計測部が移動する長さよりも、計測部が容器から突出する長さの最大が長い。これにより、計測部は、容器の最も内方に位置する第一位置に位置するときであっても、容器から突出した状態となる。このため、容器と蓄電素子とを組み立てたときに、計測部が容器から突出しない状態となることを防止することができる。つまり、計測部が容器から露出された状態となるように維持できるため、蓄電素子の状態を精度よく計測できる。 According to this, the maximum length that the measurement unit protrudes from the container is longer than the length that the measurement unit moves from the second position to the first position. Thereby, even if it is a time of being located in the 1st position located in the innermost part of a container, a measurement part will be in the state protruded from the container. For this reason, when a container and an electrical storage element are assembled, it can prevent that a measurement part will be in the state which does not protrude from a container. That is, since the measurement unit can be maintained so as to be exposed from the container, the state of the storage element can be accurately measured.
また、前記計測部は、前記付勢部により付勢力を付与された状態で、前記被計測体に面接触していてもよい。 Further, the measurement unit may be in surface contact with the measured object in a state where an urging force is applied by the urging unit.
このため、蓄電装置に振動や衝撃が加えられたとしても、計測部が被計測体に面接触している状態に維持できる。これにより、蓄電素子の状態を精度よく計測できる。 For this reason, even if a vibration or impact is applied to the power storage device, the measurement unit can be maintained in surface contact with the measurement object. Thereby, the state of an electrical storage element can be measured accurately.
また、前記変形部は、片持ち梁状に形成されたバネであってもよい。 The deformable portion may be a spring formed in a cantilever shape.
このように、変形部を単純な構造とできるため、蓄電装置の製造を容易にできる。 As described above, since the deformable portion can have a simple structure, the power storage device can be easily manufactured.
本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子の状態を精度よく計測することができる。 According to the power storage device of the present invention, the state of the power storage element can be accurately measured.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体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等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements. In each drawing, dimensions and the like are not strictly illustrated.
(実施の形態)
まず、蓄電装置1の構成について、説明する。
(Embodiment)
First, the configuration of the power storage device 1 will be described.
図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1の外観を示す斜視図である。また、図2は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of power storage device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device 1 according to the embodiment of the present invention is disassembled.
なお、これらの図では、Z軸方向を上下方向として示しており、以下ではZ軸方向を上下方向として説明するが、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ため、Z軸方向は上下方向となることには限定されない。 In these figures, the Z-axis direction is shown as the vertical direction, and the Z-axis direction will be described below as the vertical direction. However, depending on the usage, the Z-axis direction may not be the vertical direction. The axial direction is not limited to the vertical direction.
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することができる装置である。例えば、蓄電装置1は、電力貯蔵用途や電源用途等に使用される電池モジュールである。 The power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside. For example, the power storage device 1 is a battery module used for power storage use, power supply use, and the like.
これらの図に示すように、蓄電装置1は、第一外装体11及び第二外装体12からなる外装体10と、外装体10内方に収容される蓄電ユニット30及び電気機器40とを備えている。
As shown in these drawings, the power storage device 1 includes an
外装体10は、蓄電ユニット30及び電気機器40の外方に配置される、蓄電装置1の外装体を構成する矩形状(箱状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体10は、蓄電ユニット30及び電気機器40を所定の位置に配置し、蓄電ユニット30及び電気機器40を衝撃等から保護する。また、外装体10は、例えばポリカーボネートやポリプロピレン(PP)等の絶縁性の樹脂等により構成されており、蓄電ユニット30及び電気機器40が外部の金属部材等に接触することを回避する。
The
ここで、外装体10は、外装体10の蓋体を構成する第一外装体11と、外装体10の本体を構成する第二外装体12とを有している。第一外装体11は、第二外装体12の開口を閉塞する扁平な矩形状のカバー部材であり、正極外部端子21と負極外部端子22とが設けられている。蓄電装置1は、この正極外部端子21と負極外部端子22とを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。また、第二外装体12は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジングであり、蓄電ユニット30及び電気機器40を収容する。
Here, the
なお、第一外装体11と第二外装体12とは、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。
In addition, the 1st
蓄電ユニット30は、複数の蓄電素子を有しており、第一外装体11に設けられた正極外部端子21と負極外部端子22とに接続される。本実施の形態では、図2に示すように、蓄電ユニット30は、複数の蓄電素子が横置きになった状態でZ軸方向に積み重ねられて、第二外装体12内に配置される。そして、蓄電ユニット30は、上方から第一外装体11が被せられて、外装体10の内方に収容される。なお、蓄電ユニット30の詳細な構成の説明については、後述する。
The
電気機器40は、内方に回路基板やリレー等が配置された矩形状の機器であり、蓄電ユニット30の側方(X軸方向プラス側)に配置されている。本実施の形態では、図2に示すように、電気機器40は、回路基板が縦置きになった状態でZ軸方向に立てられて、第二外装体12内に配置される。そして、電気機器40は、上方から第一外装体11が被せられて、外装体10の内方に収容される。なお、電気機器40の詳細な構成の説明については、後述する。
The
次に、蓄電ユニット30の構成について、詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図3及び図4は、本発明の実施の形態に係る蓄電ユニット30の構成を示す斜視図である。具体的には、図3は、蓄電ユニット30からバスバーフレーム500とバスバー600とを分離した場合の構成を示す分解斜視図である。また、図4は、蓄電ユニット30からバスバーフレーム500とバスバー600とを分離した構成要素をさらに分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
3 and 4 are perspective views showing the configuration of the
なお、これらの図及び以降の図では、説明の便宜のため、Y軸方向を上下方向として示しており、Y軸方向を上下方向として説明している箇所があるが、実際の使用態様において、Y軸方向が上下方向になるとは限らない。 In these figures and the following figures, for convenience of explanation, the Y-axis direction is shown as the vertical direction, and there is a place where the Y-axis direction is described as the vertical direction. The Y-axis direction is not always the vertical direction.
これらの図に示すように、蓄電ユニット30は、複数の蓄電素子100(本実施の形態では、8つの蓄電素子100)と、複数のスペーサ200(本実施の形態では、7つのスペーサ200)と、一対の挟持部材300と、複数の拘束部材400(本実施の形態では、4つの拘束部材410〜440)と、バスバーフレーム500と、複数のバスバー600とを備えている。
As shown in these drawings, the
蓄電素子100は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子100は、扁平な矩形状を有しており、スペーサ200に隣接して配置されている。つまり、複数の蓄電素子100のそれぞれが、複数のスペーサ200のそれぞれと交互に配置され、Z軸方向に並べられている。要するに、スペーサ200は、蓄電素子100の側方に設けられる。
The
本実施の形態では、蓄電素子100は、外装体10内方に横向きにして配置されている(図2参照)が、同図では、説明の便宜のため、蓄電素子100は、電極端子を上方に向けて配置された状態で図示している。なお、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の詳細な構成の説明については、後述する。
In the present embodiment, the
スペーサ200は、隣り合う2つの蓄電素子100の間に配置され、当該2つの蓄電素子100間を絶縁する樹脂等で形成された絶縁性の板状部材を有する。本実施の形態では、8つの蓄電素子100の間に、7枚のスペーサ200が配置されている。なお、スペーサ200は、例えばポリカーボネートやポリプロピレン(PP)等の絶縁性の樹脂により形成されているが、絶縁性を有する部材であればどのような材質で形成されていてもかまわない。
The
また、スペーサ200は、蓄電素子100の正面側または背面側の略半分(Z軸方向に2つに分けた場合の略半分)を覆うように、形成されている。つまり、スペーサ200の正面側または背面側の両面(Z軸方向の両面)には凹部が形成されており、当該凹部に上記の蓄電素子100の略半分が挿入される。このような構成により、蓄電素子100を挟む2つのスペーサ200が、蓄電素子100のほとんどの部分を覆うこととなるので、スペーサ200によって、蓄電素子100と他の導電性部材との間の絶縁性を向上させることができている。スペーサ200の詳細な構成については、後述する。
挟持部材300は、一対の平板状部材である挟持部材310及び320からなり、複数の蓄電素子100を、当該複数の蓄電素子100の並び方向(Z軸方向)の両側から挟み込んで保持する。
The sandwiching
つまり、挟持部材310は、複数の蓄電素子100のうちの最もZ軸方向プラス側に配置された蓄電素子100よりも、Z軸方向プラス側に配置された平板状部材である。また、挟持部材320は、複数の蓄電素子100のうちの最もZ軸方向マイナス側に配置された蓄電素子100よりも、Z軸方向マイナス側に配置された平板状部材である。そして、挟持部材310と挟持部材320とで、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200を、当該複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200の並び方向(Z軸方向)の両側から挟み込んで保持する。
That is, the clamping
また、挟持部材300(挟持部材310、320)は、強度の観点等から、例えばステンレスやアルミニウム等の金属製(導電性)の部材で形成されているが、隣り合う蓄電素子100との間に、絶縁性の部材が配置されることで、蓄電素子100との絶縁性を確保している。なお、挟持部材300は、金属製(導電性)の部材に限定されず、例えば強度の高い絶縁性の部材で形成されていてもよい。また、挟持部材310と挟持部材320とは、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。
In addition, the sandwiching member 300 (the sandwiching
拘束部材400は、両端が挟持部材300に取り付けられて、複数の蓄電素子100を拘束する部材である。つまり、拘束部材400は、当該複数の蓄電素子100を跨ぐように配置され、当該複数の蓄電素子100に対して複数の蓄電素子の並び方向(Z軸方向)における拘束力を付与する。なお、拘束部材400は、挟持部材300と同様に、例えばステンレスやアルミニウム等の金属製の部材で形成されているのが好ましいが、金属以外の部材で形成されていてもかまわない。
The restraining
具体的には、拘束部材400は、一端が挟持部材310に取り付けられるとともに、他端が挟持部材320に取り付けられる。そして、拘束部材400は、複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200に対して、当該複数の蓄電素子100及び複数のスペーサ200の並び方向における拘束力を付与する。
Specifically, the restraining
ここで、拘束部材400は、拘束部材410〜440からなる。拘束部材410及び420は、複数の蓄電素子100の上下方向両側(Y軸方向の両側)に配置され、当該複数の蓄電素子100を当該両側から挟み込んで拘束する。また、拘束部材430及び440は、複数の蓄電素子100の両側方(X軸方向の両側)に配置され、当該複数の蓄電素子100を当該両側方から挟み込んで拘束する。
Here, the restraining
具体的には、拘束部材410及び拘束部材420は、当該複数の蓄電素子100のY軸方向プラス側及びマイナス側に配置された一対の長尺状かつ平板状の部材である。また、拘束部材430及び拘束部材440は、当該複数の蓄電素子100のX軸方向プラス側及びマイナス側に配置された一対の長尺状かつ平板状の部材である。
Specifically, the restraining
バスバーフレーム500は、バスバー600と他の部材との絶縁、蓄電装置1内に配置される各種の配線等の保護、及び、バスバー600の位置規制を行うことができる部材である。特に、バスバーフレーム500は、バスバー600を、複数の蓄電素子100に対して位置決めする。
The
具体的には、バスバーフレーム500は、複数の蓄電素子100の上方(Y軸方向プラス側)に載置され、複数の蓄電素子100に対して位置決めされる。また、バスバーフレーム500上には、バスバー600が載置される。この際、バスバーフレーム500の有する突起部が、バスバー600に形成された開口部に挿入されることで、バスバーフレーム500に対してバスバー600が位置決めされる。これにより、バスバー600は、複数の蓄電素子100に対して位置決めされ、そして、複数の蓄電素子100が有するそれぞれの電極端子に接合される。
Specifically, the
なお、バスバーフレーム500は、例えばポリカーボネートやポリプロピレン(PP)等の絶縁性の樹脂により形成されているが、絶縁性を有する部材であればどのような材質で形成されていてもかまわない。また、バスバーフレーム500の詳細な構成、及びバスバーフレーム500がバスバー600を位置決めする詳細な構成の説明については、後述する。
The
バスバー600は、複数の蓄電素子100のそれぞれと電気的に接続されるバスバーである。つまり、バスバー600は、複数の蓄電素子100が有するそれぞれの電極端子と電気的に接続される導電性の部材であり、当該複数の蓄電素子100が有するいずれかの電極端子同士を電気的に接続する。
なお、バスバー600は、導電性の部材として、例えばアルミニウムで形成されているが、バスバー600の材質は特に限定されない。また、バスバー600は、全てが同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかのバスバーが異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。
The
次に、蓄電素子100の構成について、詳細に説明する。
Next, the structure of the
図5は、本発明の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。具体的には、同図は、蓄電素子100の容器110を透視して蓄電素子100の内部を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of
同図に示すように、蓄電素子100は、容器110、正極端子120及び負極端子130を備えている。また、容器110内方には、電極体140、正極集電体150及び負極集電体160が配置されている。なお、容器110の内部には電解液等の液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。
As shown in the figure, the
容器110は、金属からなる矩形筒状で底を備える本体と、当該本体の開口を閉塞する金属製の蓋部とで構成されている。容器110は、電極体140等を内部に収容後、蓋部と本体とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。
The
電極体140は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる発電要素である。具体的には、電極体140は、正極と負極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものを巻回されて形成された巻回型の電極体である。なお、電極体140は、平板状極板を積層した積層型の電極体であってもかまわない。
The
ここで、正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等からなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に正極活物質層が形成された電極板であり、負極は、銅または銅合金等からなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に負極活物質層が形成された電極板であり、セパレータは、微多孔性のシートである。なお、蓄電素子100に用いられる正極、負極及びセパレータは、特に従来用いられてきたものと異なるところはなく、蓄電素子100の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。また、容器110に封入される電解液(非水電解質)としても、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。
Here, the positive electrode is an electrode plate in which a positive electrode active material layer is formed on the surface of a long strip-like conductive positive electrode current collector foil made of aluminum or an aluminum alloy, and the negative electrode is made of copper or a copper alloy or the like. It is an electrode plate in which a negative electrode active material layer is formed on the surface of a long strip-like conductive negative electrode current collector foil, and the separator is a microporous sheet. Note that the positive electrode, the negative electrode, and the separator used for the
正極端子120は、正極集電体150を介して、電極体140の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子130は、負極集電体160を介して、電極体140の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子120及び負極端子130は、電極体140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140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電極端子である。
The
正極集電体150は、電極体140の正極と容器110の側壁との間に配置され、正極端子120と正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体150は、正極の正極集電箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成されている。また、負極集電体160は、電極体140の負極と容器110の側壁との間に配置され、負極端子130と電極体140の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体160は、負極の負極集電箔と同様、銅または銅合金等で形成されている。
The positive electrode
次に、電気機器40の構成について、詳細に説明する。
Next, the configuration of the
図6は、本発明の実施の形態に係る電気機器40の構成を示す斜視図である。図7は、本発明の実施の形態に係る電気機器40を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図8は、本発明の実施の形態に係る蓄電ユニット30と電気機器40の一部との位置関係を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the
図6及び図7に示すように、電気機器40は、箱状の電気機器容器701の内方に、回路基板730と、計測部740と、正極バスバー750と、リレー760とを含む各種部品が収容されることで構成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
電気機器容器701は、例えばポリカーボネートやポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等の絶縁性の樹脂からなる箱状部材であり、蓋部710と、容器本体720とからなる。蓋部710は、外周部(具体的には、Y軸方向の両端及びZ軸方向の両端)に容器本体720と係合するための複数の係合部711を有する。容器本体720は、各種部品を収容可能な矩形筒状で底を備えた構成であり、側壁(具体的には、Y軸方向の両端及びZ軸方向の両端に形成される側壁)に複数の係合部711により係合される、突起状の複数の被係合部721を有する。電気機器容器701は、蓋部710の複数の係合部711がそれぞれ、容器本体720複数の被係合部721に係合することにより、各種部品を収容する箱状部材となる。
The
回路基板730は、配線(リード線)によって蓄電ユニット30内のそれぞれの蓄電素子100の正極端子120または負極端子130、計測部740等に接続され、例えば、当該蓄電素子100の充電状態や放電状態(電圧、温度等の電池状態)等を取得し、監視し、制御する。
The
計測部740は、蓄電ユニット30のうちの2つの蓄電素子100の温度を計測する温度センサ(サーミスタ)である。計測部740は、容器本体720のX軸方向マイナス側の底面に形成される開口部722に配置される。つまり、計測部740は、蓄電素子100のX軸方向プラス側に設けられる。具体的には、計測部740は、図8に示すように、蓄電ユニット30のうちのZ軸方向プラス側から2番目に配置される蓄電素子100aの温度を計測する計測部741と、Z軸方向プラス側から4番目に配置される蓄電素子100bの温度を計測する計測部742とを有する(図3及び図4も参照)。計測部741は、蓄電素子100aの負極側の側面に面接触するように配置されており、計測部742は、蓄電素子100bの正極側の側面に面接触するように配置されている。より具体的には、計測部740は、スペーサ200により覆われている蓄電素子100のX軸方向プラス側の側面のうち、スペーサ200に設けられた開口部223aにより露出されている側面に、面接触するように配置されている。また、計測部740は、リード線743(図10参照)により回路基板730に電気的に接続されている。
The
このように、計測部740は、蓄電ユニット30のうちの複数の蓄電素子100の並び方向(Z軸方向)の中央付近に配置される蓄電素子100bの温度を計測しているため、複数の蓄電素子100のうちの温度が上昇しやすい蓄電素子100bの温度を計測できる。また、計測部742は、蓄電素子100bの正極側の側面に配置されるため、蓄電素子100bのうちで温度が上昇しやすい部分での温度を計測できる。つまり、計測部742は、蓄電ユニット30のうちで最も温度が上昇しやすい部分の温度を計測している。このため、計測部742で計測された温度を、回路基板730での各種制御に有効に利用できる。
As described above, the
正極バスバー750は、複数の蓄電素子100がバスバー600により電気的に接続されてなる蓄電ユニット30の正極端子と、リレー760とに電気的に接続されるバスバーである。正極バスバー750は、蓄電ユニット30の正極端子と、リレー760とに接続される部分を除く部分が、熱収縮チューブによりなる絶縁部材751により覆われている。
The positive
リレー760は、正極バスバー750と、正極外部端子21とに電気的に接続されており、回路基板730の制御信号に応じて蓄電ユニット30の正極端子と正極外部端子21との導通及び非導通を切り替えるリレースイッチである。
The
次に、計測部740を蓄電素子100に向けて付勢する構成について説明する。
Next, a configuration for urging the
図9は、本発明の実施の形態に係る電気機器40の容器本体720の構成を示す斜視図である。図10は、蓄電ユニット30及び電気機器40が組み立てられた組立体を、計測部740を通過するX−Y平面で切断したときの断面図である。図11は、蓄電ユニット30及び電気機器40が組み立てられた組立体を、計測部740を通過するX−Z平面で切断したときの断面図である。図12は、図10の拡大図に対応する図であり、付勢部723の移動が正極バスバー750により規制されることを説明するための図である。
FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the
これらの図に示すように、容器本体720には、計測部740をX軸方向マイナス側に露出した状態で収容するための開口部722が形成されている。また、開口部722には、計測部740が収容された状態で、容器本体720からX軸方向マイナス側に脱落しないようにするための第二規制部724が形成されている。第二規制部724は、計測部740の蓄電素子100に向けた移動を規制する。具体的には、第二規制部724は、計測部740のフランジ部740aのX軸方向マイナス側の面に当接することで、計測部740のX軸方向マイナス側への移動を規制する。なお、フランジ部740aは、図11に示すように、計測部740のX軸方向マイナス側の端部からZ軸方向の両側に突出する形状の計測部740の一部である。
As shown in these drawings, the
また、容器本体720には、変形することで、蓄電素子100に向けて計測部740を付勢する付勢部723が形成されている。つまり、付勢部723は、付勢部723のX軸方向マイナス側に設けられる計測部740をX軸方向マイナス側に向けて付勢する。付勢部723は、具体的には、変形部723aと、当接部723bとを有する。なお、付勢部723は、容器本体720と同じ材料で構成されていてもよいし、別の材料で構成されていてもよい。付勢部723は、別の材料で構成されている場合には、第一規制部(本実施の形態では正極バスバー750)よりも熱伝導性の低い金属から構成されていることが好ましい。つまり、付勢部723は、計測部740に及ぼす第一規制部材からの熱の影響をより低減することができるため、第一規制部よりも熱伝導性の低い材料から構成されていることが好ましい。また、付勢部723は、容器本体と一体的に形成されていてもよいし、別部材が固定されることにより形成されていてもよい。
In addition, the
変形部723aは、図10に示すように、Y軸方向に沿って延びる棒状の部材であり、容器本体720にY軸方向プラス側の端部が固定された片持ち梁状に形成されたバネである。つまり、変形部723aは、弾性変形する。付勢部723は、図10または図11の拡大図の白抜き矢印で示すように、変形部723aが変形する(たわむ)ことで、X軸方向マイナス側に向けて計測部740を付勢している。
As shown in FIG. 10, the
当接部723bは、変形部723aのY軸方向マイナス側の端部に変形部723aよりもX軸方向マイナス側に突出する形状を有する。当接部723bは、X軸方向マイナス側の端部が、計測部740のX軸方向プラス側に当接する。
The abutting
このように、計測部740は、付勢部723により付勢力を付与された状態で、蓄電素子100に面接触された状態が維持される。また、計測部740は、X軸方向プラス側から付勢部723により押さえられ、かつ、フランジ部740aがX軸方向マイナス側から第二規制部724により当接されることにより、容器本体720に保持される。
As described above, the
また、容器本体720には、付勢部723のX軸方向プラス側に正極バスバー750が配置されている。つまり、正極バスバー750は、付勢部723の計測部740とは反対側に設けられ、付勢部723が当該反対側に向かって変形することを規制する第一規制部として機能する。具体的には、正極バスバー750は、変形部723aの弾性変形を規制する。なお、正極バスバー750は、正極バスバー750に電流が流れているときに発熱する発熱体である。
Further, the positive
図12の上部の拡大図は、計測部740の移動が第二規制部724により規制されているときの図10の拡大図である。図12の下部の拡大図は、付勢部723の変形が第一規制部(正極バスバー750)により規制されているときの図10の拡大図である。
The enlarged view in the upper part of FIG. 12 is an enlarged view of FIG. 10 when the movement of the measuring
同図に示すように、付勢部723は、当接部723bがX軸方向プラス側に移動するように、変形部723aが変形したときに、当接部723bが正極バスバー750に当接することにより、変形部723aの変形が規制される。ここで、付勢部723の変形が正極バスバー750により規制されているときの計測部740の位置を第一位置P1とし、計測部740の移動が第二規制部724により規制されているときの計測部740の位置を第二位置P2とする場合を考える。この場合、第一位置P1から第二位置P2までの長さd1は、計測部740が第二位置P2に位置するときに、計測部740が電気機器容器701から突出する長さd2より短い。つまり、電気機器容器701は、長さd1が長さd2より短くなるように、計測部740を保持する。なお、第二位置P2は、計測部740が蓄電素子100(被計測体)に当接しているときの位置としてもよい。
As shown in the figure, when the deforming
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1によれば、付勢部723は、計測部740を蓄電素子100に向けて付勢する方向とは反対側に向かって変形することを正極バスバー750により規制されるため、付勢部723が当該反対側に向かって変形しすぎることを抑制できる。これにより、蓄電装置1に振動や衝撃が与えられたとしても、付勢部723が変形しすぎることにより破損することを防ぐことができる。このため、付勢部723が計測部740を蓄電素子100に向けて付勢している状態に維持することができる。これにより、計測部が蓄電素子100の状態を精度よく計測することができる。
As described above, according to power storage device 1 according to the embodiment of the present invention, urging
また、第一規制部として機能する正極バスバー750は、付勢部723の変形部723aの弾性変形を規制する。つまり、付勢部723は、弾性変形の範囲で正極バスバー750により変形部723aの変形が規制されるため、付勢部723が塑性変形することを防ぐことができる。これにより、付勢部723による計測部740への付勢力が低下することを防ぐことができる。
Further, the positive
また、計測部740は、付勢部723により付勢力を付与された状態で、蓄電素子100に面接触している。このため、蓄電装置1に振動や衝撃が与えられたとしても、計測部740が蓄電素子100に面接触している状態に維持できる。これにより、蓄電素子100の状態を精度よく計測できる。
In addition, the
また、第一規制部として機能する正極バスバー750は、熱を発する発熱体または熱伝導体である。このため、第一規制部が正極バスバー750のような発熱体または熱伝導体であっても、計測部740と正極バスバー750との間に付勢部723を設けることができる。このため、計測部740に及ぼす正極バスバー750からの熱の影響を低減することができる。これにより、発熱体または熱伝導体であっても第一規制部として利用できるため、蓄電装置1の構成をコンパクトにできる。
Moreover, the positive
また、計測部740は、蓄電素子100の温度を計測する温度センサである。このため、計測部740は、蓄電素子100の温度を精度よく計測できる。
The
また、変形部723aは、片持ち梁状に形成されたバネである。このように、変形部を単純な構造とできるため、蓄電装置1の製造を容易にできる。
The
また、蓄電装置1は、計測部740の蓄電素子100に向けた移動を規制する第二規制部724を備える。このため、計測部740が付勢部723から付勢力を受けない位置まで移動することを規制することができる。これにより、計測部740が付勢部723から付勢力を受けた状態で、蓄電素子100に近づけることができる。また、第二規制部724は、計測部740が収容される電気機器容器701に形成されている。このため、計測部740が電気機器容器701から脱落することを防止できる。
In addition, the power storage device 1 includes a
また、電気機器容器701は、長さd1が長さd2より短くなるように、計測部740を保持する。ここで、長さd1とは、第一位置P1から第二位置P2までの長さである。長さd2とは、計測部740が第二位置P2に位置するときに、計測部740が電気機器容器701から突出する長さである。また、第一位置P1とは、付勢部723の変形が正極バスバー750により規制されているときの計測部740の位置である。第二位置P2とは、計測部740の移動が第二規制部724により規制されているときの計測部740の位置である。つまり、第二位置P2から第一位置P1まで計測部740が移動する長さよりも、計測部740が電気機器容器701から突出する長さの最大が長い。これにより、計測部740は、電気機器容器701の最も内方に位置する第一位置P1に位置するときであっても、電気機器容器701から突出した状態となる。このため、電気機器容器701と蓄電素子100とを組み立てたときに、計測部740が電気機器容器701から突出しない状態となることを防止することができる。つまり、蓄電装置1では、計測部740が電気機器容器701から露出された状態となるように維持できるため、蓄電素子100の状態を精度よく計測できる。
In addition, the
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、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。 The power storage device 1 according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、上記実施の形態では、計測部740は、蓄電素子100の温度を蓄電素子100に直接当接することで計測しているが、これに限らずに、例えば、バスバー(バスバー600、正極バスバー750を含む)、筐体(外装体10を含む)などのその他の構造物の温度を計測してもよい。つまり、計測部は、当接することで蓄電素子100の温度を計測可能な被計測体であれば、蓄電素子、バスバー及び筐体の少なくとも1つの温度を計測できていればよい。なお、この場合、その他の構造物の温度と、蓄電素子100の温度との関係が予め分かっていれば、当該関係に基づいて蓄電素子100の温度を推測することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、計測部740は、蓄電素子100の状態として温度を計測する温度センサであるが、温度センサに限らない。計測部は、例えば、蓄電素子100の状態として、充放電状態を計測する電流センサであってもよいし、蓄電素子100の電圧を計測する電圧センサであってもよい。なお、この場合には、計測部は、蓄電素子100の正極端子120及び負極端子130に当接するように設けられることになる。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施の形態では、第一規制部として正極バスバー750を採用しているが、これに限らない。例えば、電気機器容器701の容器本体720に第一規制部としての構造物を形成してもよいし、リレー760、ヒートシンク、ヒューズなどその他の部品を採用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the positive
また、上記実施の形態では、変形部723aは、片持ち梁状に形成されたバネであるが、これに限らずに、変形することで付勢力を計測部に付与するような構成であれば、例えば、渦巻き状に形成されたバネであってもよいし、板バネであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the deformation |
また、上記実施の形態では、蓄電装置1は、複数の蓄電素子100を備える構成であるが、1つの蓄電素子を備える構成の蓄電装置にも適用できる。
Moreover, in the said embodiment, although the electrical storage apparatus 1 is the structure provided with the some
また、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。 In addition, embodiments constructed by arbitrarily combining the constituent elements included in the above-described embodiment and its modifications are also included in the scope of the present invention.
本発明は、蓄電素子と蓄電素子の状態を計測する計測部とを備える蓄電装置として有用である。 The present invention is useful as a power storage device including a power storage element and a measurement unit that measures the state of the power storage element.
1 蓄電装置
10 外装体
11 第一外装体
12 第二外装体
21 正極外部端子
22 負極外部端子
30 蓄電ユニット
40 電気機器
100、100a、100b 蓄電素子
110 容器
120 正極端子
130 負極端子
140 電極体
150 正極集電体
160 負極集電体
200 スペーサ
223a 開口部
300、310、320 挟持部材
400、410、420、430、440 拘束部材
500 バスバーフレーム
600 バスバー
701 電気機器容器
710 蓋部
711 係合部
720 容器本体
721 被係合部
722 開口部
723 付勢部
723a 変形部
723b 当接部
724 第二規制部
730 回路基板
740、741、742 計測部
740a フランジ部
750 正極バスバー
751 絶縁部材
760 リレー
P1 第一位置
P2 第二位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、
当接されることで前記蓄電素子の状態を前記計測部が計測可能な被計測体と、
前記被計測体に向けて前記計測部を付勢する付勢部と、
(1)前記付勢部の前記計測部とは反対側に設けられ、前記付勢部が前記反対側に向かって変形することを規制し、かつ、(2)発熱体または熱伝導体である第一規制部と、を備える
蓄電装置。 A power storage device including a power storage element,
A measuring unit for measuring the state of the storage element;
An object to be measured by which the measurement unit can measure the state of the power storage element by being in contact
An urging unit that urges the measurement unit toward the measurement object;
(1) Provided on the opposite side of the urging unit from the measurement unit, and restricts the urging unit from being deformed toward the opposite side , and (2) a heating element or a heat conductor. A power storage device comprising: a first restriction unit.
前記蓄電素子の状態を計測する計測部と、
当接されることで前記蓄電素子の状態を前記計測部が計測可能な被計測体と、
前記被計測体に向けて前記計測部を付勢する付勢部と、
前記付勢部の前記計測部とは反対側に設けられ、前記付勢部が前記反対側に向かって変形することを規制する第一規制部と、
前記計測部の前記被計測体に向けた移動を規制する第二規制部と、を備える
蓄電装置。 A power storage device including a power storage element,
A measuring unit for measuring the state of the storage element;
An object to be measured by which the measurement unit can measure the state of the power storage element by being abutted;
An urging unit that urges the measurement unit toward the measurement object;
A first restricting portion that is provided on the opposite side of the urging portion from the measuring portion and restricts the urging portion from being deformed toward the opposite side ;
A second regulating unit that regulates movement of the measuring unit toward the measurement object.
前記計測部の一部が突出した状態で前記計測部を保持する容器を備え、
前記容器は、前記付勢部の変形が前記第一規制部により規制されているときの前記計測部の位置である第一位置から、前記計測部の移動が前記第二規制部により規制されているときの前記計測部の位置である第二位置までの長さが、前記計測部が第二位置に位置するときに、前記計測部が前記容器から突出する長さより短くなるように、前記計測部を保持する
請求項2に記載の蓄電装置。 further,
A container for holding the measurement unit in a state in which a part of the measurement unit protrudes;
In the container, the movement of the measuring unit is regulated by the second regulating unit from the first position that is the position of the measuring unit when deformation of the urging unit is regulated by the first regulating unit. The measurement is performed so that the length to the second position, which is the position of the measurement unit, is shorter than the length of the measurement unit protruding from the container when the measurement unit is positioned at the second position. The power storage device according to claim 2.
前記第一規制部は、前記変形部の弾性変形を規制する
請求項1から3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The urging portion has a deformation portion that is elastically deformed,
The power storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first restricting portion restricts elastic deformation of the deforming portion.
請求項1から4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The said to-be-measured object is at least 1 of the housing | casing which accommodates the said electrical storage element, the bus bar electrically connected to the electrode terminal of the said electrical storage element, and the said electrical storage element. The power storage device described.
請求項1から5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the measurement unit is a temperature sensor that measures a temperature of the measurement target.
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