JP6631869B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
従来から、複数の電池セルを備えた電池モジュールが知られている(特許文献1参照)。具体的に、この電池モジュールは、複数並べて積層される電池セルと、前記電池セルの間に配置され且つ隣り合う二つを組み合わせることによって前記電池セルを納めるセルホルダと、前記セルホルダを前記電池セルの積層方向にスライド移動可能に支持するガイド部材と、を備える。
前記電池モジュールでは、前記電池セルを納めた状態の前記セルホルダが前記電池セルの積層方向にスライド移動可能であるため、該電池モジュールに前記積層方向の加速度が生じると、該積層方向の端部に配置された電池セルに、他の電池セルのそれぞれに生じた慣性力等の前記加速度に起因する力が加わる。このため、前記電池モジュールでは、前記電池セルの積層数(前記積層方向に並ぶ電池セルの数)が大きくなると、前記端部に配置された電池セルの剛性を強化する等が必要になり、これにより、蓄電モジュールの大型化、蓄電モジュールの重量の増加等が生じる。
特開2015−5362号公報
そこで、本発明は、第一方向に並ぶ複数の蓄電素子を備えていても、加速度が生じたときの第一方向の端部に配置された蓄電素子に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる蓄電装置を提供することを課題とする。
本発明に係る蓄電装置は、
第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
隣り合う前記蓄電素子の間に配置される少なくとも一つのスペーサと、
第一方向と直交する第二方向において前記蓄電素子及び前記スペーサと対向する本体部を有し、該本体部が取り付けの対象機器に対して直接又は間接に固定される対向部材と、を備え、
前記対向部材は、前記本体部から前記蓄電素子及び前記スペーサの少なくとも一方に沿って延び、且つこの蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方に押し付けられた状態で前記スペーサの一部と第一方向において対向する延出部を有する。
かかる構成によれば、蓄電装置に第一方向の加速度(加速度成分)が生じたときに、第一方向に対向する延出部とスペーサの一部とが当接する(又は当接している)ことで、延出部と当接する(又は当接している)スペーサより加速度方向側に配置された蓄電素子によって生じる力(例えば、慣性力)を対向部材に受けさせるとこができ、これにより、第一方向の端部に配置された蓄電素子に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる。尚、本発明において、加速度方向とは、正(プラス)の加速度の向きをいう。
しかも、延出部が蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方に押し付けられているため、加速度が生じたときに、延出部が、押し付けられている蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方から離間する方向にずれ難く、これにより、該蓄電装置に第一方向の加速度が生じたときに、延出部と第一方向に当接する(又は当接している)スペーサの一部から該延出部が外れ難い。
前記蓄電装置は、
前記スペーサを複数備え、
第一方向の異なる位置に配置された二つの前記スペーサのそれぞれは、前記延出部の押し付けられる方向に突出する凸部を有し、
前記延出部は、前記二つのスペーサの凸部間に配置されてもよい。
かかる構成によれば、蓄電装置において第一方向における一方側及び他方側のいずれに向いた加速度が生じても、延出部が第一方向の両側に配置される凸部のいずれかと当接する(又は当接している)ため、前記延出部と当接する(又は当接している)スペーサより加速度方向側に配置された蓄電素子によって生じる前記加速度に起因する力を、対向部材に受けさせることができる。
また、前記蓄電装置では、
前記延出部及び前記スペーサの一方は、前記延出部の押し付けられる方向に窪む凹部を有し、
前記延出部及び前記スペーサの他方は、前記延出部の押し付けられる方向に延びて前記凹部に入り込む凸部を有してもよい。
かかる構成によれば、蓄電装置において第一方向における一方側及び他方側のいずれに向いた加速度が生じても、凹部に入り込んだ凸部が第一方向において該凹部の内面と当接する(又は当接している)ため、延出部の凸部が入り込む凹部(又は延出部の凹部に入り込む凸部)を有するスペーサより加速度方向側に配置された蓄電素子によって生じる前記加速度に起因する力を、対向部材に受けさせることができる。
また、前記蓄電装置では、
前記延出部及び前記スペーサの一方は、前記延出部の延びる方向に窪む凹部を有し、
前記延出部及び前記スペーサの他方は、前記延出部の押し付けられる方向に延びて前記凹部に入り込む凸部を有してもよい。
かかる構成によれば、蓄電装置において第一方向における一方側及び他方側のいずれに向いた加速度が生じても、凹部に入り込んだ凸部が第一方向において該凹部の内面と当接する(又は当接している)ため、延出部の凸部が入り込む凹部(又は延出部の凹部に入り込む凸部)を有するスペーサより加速度方向側に配置された蓄電素子によって生じる前記加速度に起因する力を、対向部材に受けさせることができる。
前記蓄電装置は、
第一方向において前記複数の蓄電素子を挟む一対の終端部材と、
前記一対の終端部材を連結する導電性部材と、を備え、
前記対向部材は、前記導電性部材と、前記スペーサ及び前記蓄電素子との間に配置される絶縁材であり、且つ前記導電性部材と係合してもよい。
かかる構成によれば、第一方向が略水平方向となり、且つ延出部が略上方に向けて蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方に押し付けられる姿勢で蓄電装置が配置されたときに、第一方向に並ぶ複数の蓄電素子のうちの途中位置にある蓄電素子が延出部によって直接又は間接に下方から支持され、これにより、一対の終端部材によって挟まれた蓄電素子の列(第一方向に並ぶ複数の蓄電素子)の途中位置の下方への垂れを防ぐことができる。
また、本発明に係る蓄電装置は、
第一方向に並ぶ三つ以上の蓄電素子と、
第一方向と直交する第二方向において前記蓄電素子と対向する本体部を有し、該本体部が取り付けの対象機器に対して直接又は間接的に固定される対向部材と、を備え、
前記対向部材は、前記本体部から前記蓄電素子に沿って延び、且つこの蓄電素子に押し付けられた状態で、少なくとも前記三つ以上の蓄電素子のうちの第一方向の両端に配置された蓄電素子を除く蓄電素子の一部と第一方向において対向する延出部を有する。
かかる構成によれば、蓄電装置に第一方向の加速度(加速度成分)が生じたときに、第一方向に対向する延出部と、少なくとも前記三つ以上の蓄電素子のうちの第一方向の両端に配置された蓄電素子を除く蓄電素子の一部が当接する(又は当接している)ことで、延出部と当接する(又は当接している)蓄電素子及び該蓄電素子より加速度方向側に配置された蓄電素子によって生じる力(例えば、慣性力)を、対向部材に受けさせることができ、これにより、第一方向の端部に配置された蓄電素子に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる。
しかも、延出部が蓄電素子に押し付けられているため、加速度が生じたときに、延出部が、押し付けられている蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方から離間する方向にずれ難く、これにより、該蓄電装置に第一方向の加速度が生じたときに、延出部と第一方向に当接する(又は当接している)蓄電素子の一部から該延出部が外れ難い。
以上より、本発明によれば、第一方向に並ぶ複数の蓄電素子を備えていても、加速度が生じたときの第一方向の端部に配置された蓄電素子に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる蓄電装置を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る蓄電装置の斜視図である。 図2は、前記蓄電装置の分解斜視図である。 図3は、前記蓄電装置に配置される蓄電素子の斜視図である。 図4は、前記蓄電素子の分解斜視図である。 図5は、前記蓄電装置における内部スペーサを説明するための斜視図である。 図6は、前記蓄電装置の底面図である。 図7は、前記蓄電装置における外部スペーサを説明するための斜視図である。 図8は、前記蓄電素子及び前記内部スペーサが配置されていない状態の延出部及び舌片部を示す拡大断面図である。 図9は、前記蓄電素子及び前記内部スペーサが配置された状態の延出部及び舌片部を示す拡大断面図である。 図10は、他実施形態に係る凹部と該凹部に入り込む凸部とを説明するための図である。 図11は、他実施形態に係る凹部と該凹部に入り込む凸部とを説明するための図である。 図12は、他実施形態に係る蓄電装置において、蓄電素子及び内部スペーサが配置されていない状態の延出部及び舌片部を示す拡大断面図である。 図13は、他実施形態に係る蓄電装置において、蓄電素子及び内部スペーサが配置された状態の延出部及び舌片部を示す拡大断面図である。
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図9を参照しつつ説明する。尚、本実施形態の各構成部材(各構成要素)の名称は、本実施形態におけるものであり、背景技術における各構成部材(各構成要素)の名称と異なる場合がある。
蓄電装置は、図1及び図2に示すように、所定の方向(第一方向)に並ぶ複数の蓄電素子10と、隣り合う蓄電素子10の間に配置される内部スペーサ(スペーサ)2Aと、前記所定の方向と直交する方向(第二方向)において蓄電素子10及び内部スペーサ2Aと対向する本体部40を有し、本体部40が取り付け対象機器に対して直接又は間接に固定されるインシュレータ(対向部材)4と、を備える。また、蓄電装置1は、前記所定の方向における複数の蓄電素子10の両側に配置される一対の外部スペーサ2Bと、複数の蓄電素子10、複数の内部スペーサ2A、一対の外部スペーサ2B、及びインシュレータ4をひとまとめに保持する保持部材3を備える。この保持部材3は、導電性部材により形成されている。このため、インシュレータ4は、蓄電素子10と保持部材3との絶縁を図るために、絶縁性を有する絶縁材によって形成されている。また、蓄電装置1は、隣り合う二つの蓄電素子10(詳しくは、隣り合う二つの蓄電素子10の外部端子13)同士を電気的に接続するバスバ5等も備える。
蓄電素子10は、図3及び図4にも示すように、正極及び負極を含む電極体11と、電極体11を収容するケース12と、ケース12の外面上に配置された一対の外部端子13とを備える。また、蓄電素子10は、電極体11と外部端子13とを導通させる集電体14、電極体11とケース12との間に配置される絶縁部材15等も有する。
ケース12は、開口を有するケース本体120と、ケース本体120の開口を閉じる蓋板121であって、外面上に一対の外部端子13が配置される蓋板121とを有する。
ケース本体120は、矩形板状の閉塞部123と、閉塞部123を取り囲むように、該閉塞部123の周縁に接続された扁平な角筒状の胴部124と、を有する。
胴部124は、間隔をあけて互いに対向する一対の第一壁125と、一対の第一壁125を挟んで互いに対向する一対の第二壁126とを備える。
第一壁125及び第二壁126のそれぞれは、矩形状に形成される。第一壁125及び第二壁126は、互いの端縁を突き合わせた状態で配置される。そして、隣り合う第一壁125の端縁及び第二壁126の端縁同士は、全長に亘って接続される。これにより、胴部124は、角筒状に形成される。胴部124の一端は、閉塞部123によって閉塞され、他端は、開口する。この開口は、蓋板121によって閉塞される。
本実施形態において、第一壁125のY軸方向の長さは、第二壁126のX軸方向の長さより大きい。このため、胴部124は、扁平角筒状に形成される。
本実施形態の蓄電装置1では、複数の蓄電素子10のそれぞれが、ケース12の第一壁125を前記所定の方向に向けて整列している。
尚、以下の説明において、便宜上、蓄電素子10の整列する方向(第一方向)を直交座標系におけるX軸方向とする。また、蓄電素子10の整列する方向(X軸方向)と直交する二軸方向のうちの一つの方向(インシュレータ4と、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aとが対向する方向:第二方向)を直交座標系におけるY軸方向とし、残りの一つの方向(第三方向)を直交座標系におけるZ軸方向とする。
蓄電装置1は、隣り合う蓄電素子10間に配置される内部スペーサ2Aと、複数の蓄電素子10のうちの最も端にある蓄電素子10に隣り合う外部スペーサ2Bと、の二種類のスペーサを有する。本実施形態に係る蓄電装置1は、上述のように、複数の蓄電素子10を備え、内部スペーサ2Aは、隣り合う蓄電素子10の間のそれぞれに配置されている。即ち、本実施形態の蓄電装置1は、複数の内部スペーサ2Aを備える。また、本実施形態の蓄電装置1は、X軸方向において複数の蓄電素子10の両側に配置される一対の外部スペーサ2Bを備える。
内部スペーサ2Aは、図5及び図6に示すように、蓄電素子10(ケース本体120の第一壁125)に隣り合うベース20Aと、該ベース20Aと隣り合う二つの蓄電素子10のY−Z面(Y軸方向とZ軸方向とを含む面)方向の位置ずれ(相対位置のずれ)を規制(防止)する規制部21Aとを有する。
ベース20Aは、Y―Z面方向に広がり且つ二つの蓄電素子10に挟み込まれる部位である。このベース20Aは、隣り合う二つの蓄電素子10のうちの一方の蓄電素子10と対向する第一面と、該第一面とは反対側の第二面であって、二つの蓄電素子10のうちの他方の蓄電素子10と対向する第二面とを有する。
ベース20Aは、蓄電素子10の蓋板121に対応する位置の第一端と、該第一端とは反対側の第二端であって、蓄電素子10の閉塞部123に対応する位置の第二端とを有する。また、ベース20Aは、蓄電素子10のY軸方向における一方の第二壁126に対応する位置の第三端と、該第三端とは反対側の第四端であって、蓄電素子10のY軸方向における他方の第二壁126に対応する位置の第四端とを有する。第一端及び第二端は、Y軸方向にそれぞれ延び、第三端及び第四端は、Z軸方向にそれぞれ延びる。
ベース20Aは、該ベース20Aの第一端と第三端とが接続される部分である第一角部と、第一端と第四端とが接続される部分である第二角部とを有する。また、ベース20Aは、第二端と第三端とが接続される部分である第三角部と、第二端と第四端とのそれぞれが接続される部分である第四角部とを有する。
以上のベース20Aは、X軸方向視において略矩形状であり、隣り合う蓄電素子10と略同等の大きさである。ベース20Aは、隣り合う蓄電素子10との間に、流体(冷却用の流体)を通過させるための通風路を形成する。具体的には、以下の通りである。
ベース20AのX−Z面(X軸方向とZ軸方向とを含む面)方向の断面形状は、矩形波形状である。より具体的に説明する。ベース20Aは、隣り合う二つの蓄電素子10のうちの一方の蓄電素子10のみに当接する第一当接部200Aと、隣り合う二つの蓄電素子10のうちの他方の蓄電素子10のみに当接する第二当接部201Aと、第一当接部200Aと第二当接部201Aとを接続する連接部202Aと、を有する。
第一当接部200Aは、Y−Z方向に広がり且つY軸方向に長尺な矩形板状の部位である。第二当接部201Aは、第一当接部200AとX軸方向にずれた位置においてY−Z方向に広がり且つY軸方向に長尺な矩形板状の部位である。ベース20Aは、複数の第一当接部200Aと、複数の第二当接部201Aとを有する。そして、各第一当接部200Aと各第二当接部201Aとは、Z軸方向において交互に配置される。各連接部202Aは、X軸方向に延び、且つ、第一当接部200AのZ軸方向の端部と、該端部とX軸方向において対向する第二当接部201AのZ軸方向の端部とを接続する。
規制部21Aは、内部スペーサ2Aに隣り合う二つの蓄電素子10のY−Z面に沿った相対移動を規制すべく、ベース20Aから、該ベース20Aの第一面と隣り合う蓄電素子10と、該ベース20Aの第二面と隣り合う蓄電素子10とに向かって延びる。
より具体的に説明する。規制部21Aは、ベース20Aの周縁における各角部を含む位置に形成される。規制部21Aは、ベース20Aの第一角部に形成される第一規制部211Aと、ベース20Aの第二角部に形成される第二規制部212Aと、ベース20Aの第三角部から第四角部にかけて形成される第三規制部213Aと、を有する。
第一規制部211Aは、ベース20Aの第一面に隣り合う蓄電素子10と、ベース20Aの第二面に隣り合う蓄電素子10とに向かって延び、ベース20Aの両側に配置される蓄電素子10のそれぞれの蓋板121と胴部124の一方の第二壁126とに当接する。また、第二規制部212Aは、ベース20Aの第一面に隣り合う蓄電素子10と、ベース20Aの第二面に隣り合う蓄電素子10とに向かって延び、ベース20Aの両側に配置される蓄電素子10のそれぞれの蓋板121と胴部124の他方の第二壁126とに当接する。
第三規制部213Aは、ベース20Aの第一面に隣り合う蓄電素子10とベース20Aの第二面に隣り合う蓄電素子10とに向かって延び、ベース20Aの両側に配置される蓄電素子10の閉塞部123と胴部124の各第二壁126とにそれぞれ当接する。即ち、第三規制部213Aは、ベース20Aの両側に配置される蓄電素子10の閉塞部123側の端部に沿って、一方の第二壁126から閉塞部123を経て他方の第二壁126まで連続して延びている。具体的には、以下の通りである。
第三規制部213Aは、蓄電素子10の閉塞部123と対向する第一対向部214Aと、胴部124の第二壁126と対向する第二対向部215Aと、を有する。第一対向部214Aは、ベース20Aの第二端のY軸方向の全域からX軸方向に延びている板状の部位であり、第二対向部215Aは、ベース20Aの第三端(又は第四端)の閉塞部123側の端部からX軸方向に延びている板状の部位である。第一対向部214Aの先端(X軸方向の先端)は、Y軸方向の全域において、隣り合う内部スペーサ2Aの第一対向部214Aの先端と当接している。即ち、隣り合う一対の内部スペーサ2Aの各第一対向部214Aによって、該一対の内部スペーサ2A間に配置された蓄電素子10の閉塞部123が覆われている(図6参照)。
また、X軸方向に並ぶ複数の内部スペーサ2Aのうちの中央位置(内部スペーサ2Aが偶数の場合は、中央位置の二つの内部スペーサ2Aのうちのいずれか一方)の内部スペーサ(中央位置スペーサ)2AAを除く内部スペーサ2Aは、第一対向部214Aの蓄電素子10と反対側の面からZ軸方向に突出する凸部(スペーサの一部)2140Aを有する。本実施形態の第一対向部214A(中央位置スペーサ2AAの第一対向部214Aを除く)は、Y軸方向の両端部に凸部2140Aをそれぞれ有する。本実施形態の凸部2140Aは、円柱(円盤)形状である。
外部スペーサ2Bは、蓄電素子10(ケース本体120の第一壁125)に対向する第一面、及び該第一面とは反対側の第二面を有するベース20Bと、該ベース20Bと隣り合う蓄電素子10のY−Z面方向の位置ずれを規制する規制部21Bとを有する。
また、本実施形態のベース20Bは、保持部材3の終端部材30と対向する。即ち、本実施形態の外部スペーサ2Bは、蓄電素子10と終端部材30との間に配置される。
外部スペーサ2Bは、ベース20Bの第二面から終端部材30に向けて突出し、且つ終端部材30に当接する第一突出部24Bを有する。また、外部スペーサ2Bは、ベース20Bの第一面から蓄電素子10に向けて突出し、且つ該蓄電素子10に当接する第二突出部201Bを有する。
ベース20Bは、Y−Z面方向に広がった板状に形成される。ベース20Bは、蓄電素子10の蓋板121に対応する位置に配置される第一端と、該第一端とは反対側の第二端であって、蓄電素子10の閉塞部123に対応する位置に配置される第二端とを有する。また、ベース20Bは、蓄電素子10の一方の第二壁126に対応する位置に配置される第三端と、該第三端とは反対側の第四端であって、蓄電素子10の他方の第二壁126に対応する位置に配置される第四端とを有する。
ベース20Bは、第一端と第三端とが接続される部分である第一角部と、第一端と第四端とが接続される部分である第二角部とを有する。また、ベース20Bは、第二端と第三端とが接続される部分である第三角部と、第二端と第四端とのそれぞれが接続される部分である第四角部とを有する。
尚、ベース20Bの第一端及び第二端は、Y軸方向にそれぞれ延び、第三端及び第四端は、Z軸方向にそれぞれ延びる。これにより、ベース20Bは、X軸方向視において、略矩形状である。また、ベース20Bは、蓄電素子10と略同等の大きさである。
ベース20Bの第一面には、該ベース20Bの第一面と蓄電素子10との間に流体を通過させるための通風路が形成される。詳しくは、以下の通りである。
ベース20Bは、上述のように、当該ベース20Bの第一面から該ベース20Bと隣り合う蓄電素子10のケース12(ケース本体120の第一壁125)に向かって延びる第二突出部201Bを有する。
第二突出部201Bは、Y軸方向に延びる凸条である。本実施形態のベース20Bは、複数の第二突出部201Bを有する。そして、複数の第二突出部201Bのそれぞれは、Z軸方向に間隔をあけて配置される。これにより、ベース20Bと、該ベース20Bと隣り合う蓄電素子10との間には、上述の通風路(採番しない)が形成される。
規制部21Bは、ベース20Bと、該ベース20Bの第一面と隣り合う蓄電素子10のY−Z面方向の相対移動を規制すべく、前記隣り合う蓄電素子10に向かって延びる。
より具体的に、規制部21Bは、第一角部に形成される第一規制部211Bと、第二角部に形成される第二規制部212Bと、ベース20Bの第三角部から第四角部にかけて形成される第三規制部213Bと、を有する。
第一規制部211B及び第二規制部212Bは、ベース20Bの第一面と隣り合う蓄電素子10に向かってそれぞれ延びる。第一規制部211Bは、ベース20Bの第一面と隣り合う蓄電素子10の蓋板121と胴部124の一方の第二壁126とに当接する。そして、第二規制部212Bは、ベース20Bの第一面と隣り合う蓄電素子10の蓋板121と胴部124の他方の第二壁126とに当接する。
第三規制部213Bは、ベース20Bと隣り合う蓄電素子10に向かって延びる。第三規制部213Bは、ベース20Bの隣に配置される蓄電素子10の閉塞部123と、胴部124の各第二壁126とに当接する。即ち、第三規制部213Bは、内部スペーサ2Aの第三規制部213Aと同様に、ベース20Bの隣に配置される蓄電素子10の閉塞部123側の端部に沿って、一方の第二壁126から閉塞部123を経て他方の第二壁126まで連続して延びている。
上述のように、第一突出部24Bは、ベース20Bから終端部材30に向けて突出し、終端部材30に当接している。これにより、蓄電装置1では、外部スペーサ2Bと、終端部材30との間に隙間が形成されている。
以上の外部スペーサ2Bは、蓄電素子10を介して該内部スペーサ2Aと隣り合う。
保持部材3は、金属製である。保持部材3は、図1及び図2に示すように、X軸方向において複数の蓄電素子10を挟む一対の終端部材30と、該一対の終端部材30を連結する一対のフレーム(導電性部材)31とを備える。本実施形態の保持部材3は、蓄電装置1が電池パック(複数の蓄電装置1を備える電源装置)等の取り付けの対象機器に配置されるときに、該対象機器に対して固定される部位である。
一対の終端部材30のそれぞれは、外部スペーサ2Bと対向する第一面と、該第一面とは反対側の第二面とを有する。一対の終端部材30のそれぞれは、外部スペーサ2Bのベース20Bから延びる第一突出部24Bに当接する圧接部300を有する。
終端部材30は、蓄電素子10の蓋板121と対応する位置に配置される第一端と、該第一端とは反対側の第二端であって、蓄電素子10の閉塞部123と対応する位置に配置される第二端とを有する。また、終端部材30は、蓄電素子10の一方の第二壁126と対応する位置に配置される第三端と、該第三端とは反対側の第四端であって、蓄電素子10の他方の第二壁126と対応する位置に配置される第四端とを有する。
これに伴い、終端部材30は、第一端と第三端とが接続される部分である第一角部と、第一端と第四端とが接続される部分である第二角部とを有する。また、終端部材30は、第二端と第三端とが接続される部分である第三角部と、第二端と第四端とのそれぞれが接続される部分である第四角部とを有する。
各フレーム31は、一対の終端部材30を連結するように延びる第一接続部310と、第一接続部310とZ軸方向の異なる位置において一対の終端部材30を連結するように延びる第二接続部311とを有する。第一接続部310は、X軸方向に延び且つZ軸方向において蓄電素子10の蓋板121と対応する位置に配置される。第二接続部311は、X軸方向に延び且つZ軸方向において蓄電素子10の閉塞部123と対応する位置に配置される。
また、フレーム31は、Z軸方向に延び且つ第一接続部310と第二接続部311との端部同士を接続する一対の支持部312を有する。本実施形態のフレーム31は、Z軸方向に延び、且つ第一接続部310と第二接続部311との中間部位同士を接続する補強部313も有する。また、フレーム31は、第二接続部311から延びる舌片部314を有する。
以上のように、本実施形態に係るフレーム31は、第一接続部310と第二接続部311との端部同士を支持部312が接続することによって枠体状に形成されている。このフレーム31は、蓄電素子10とY軸方向の一方側において隣り合う位置と、他方側において隣り合う位置とにそれぞれ配置される。
舌片部314は、第二接続部311から、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に沿って延びる。本実施形態の舌片部314は、X軸方向における中央位置スペーサ2AA(第一対向部214Aに凸部2140Aが設けられていない内部スペーサ)の配置位置において、第二接続部311から蓄電素子10の閉塞部123(詳しくは、内部スペーサ2Aの第一対向部214A)に沿って延びている。即ち、舌片部314は、X軸方向の略中央位置に配置された内部スペーサ2A(中央位置スペーサ2AA)を挟んで配置される二つの内部スペーサ2Aの凸部2140A間に配置されている。これにより、舌片部314は、X軸方向の両側に設けられた凸部(内部スペーサ2Aの一部)2140AのそれぞれとX軸方向において対向している。
具体的に、舌片部314は、第二接続部311からY軸方向に延び且つX軸方向に広がる板状の部位である。本実施形態の舌片部314は、先端部に、第一対向部214Aに向かって膨出する膨出部3140を有する(図8及び図9参照)。膨出部3140は、Y−Z面に沿った断面形状が第一対向部214Aに向けて膨出した円弧状となる部位である。
この舌片部314は、第一対向部214Aに押し付けられている。詳しくは、舌片部314は、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの配置されていない状態では、図8に示すように、膨出部3140が、Y軸方向に真っ直ぐ延びる他の部位(舌片部314における膨出部3140を除いた部位)より蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの配置領域Sに向けて突出するように構成されている。即ち、膨出部3140は、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aのない状態では、前記他の部位より配置領域S近傍に位置し、又は、配置領域S内に位置している。このため、舌片部314は、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aが配置領域Sに配置される(即ち、蓄電装置1が組み立てられる)と、先端部(詳しくは、膨出部3140)が図9に示すように内部スペーサ2Aの第一対向部214Aによって押されて舌片部314の基部(第二接続部311との接続部位)及びその周辺が弾性変形し(図9に示す例では、舌片部314の先端部が押し下げられ弾性変形し)、この弾性変形によって生じた弾発力(弾性復帰力)によって、第一対向部214Aに押し付けられる。
インシュレータ4は、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10及び複数の内部スペーサ2Aとフレーム31(保持部材3)との間に配置される本体部40と、本体部40から延び且つフレーム31の舌片部314を覆う延出部45と、を有する。このインシュレータ4(詳しくは、本体部40)は、フレーム31に沿った溝が形成され、該溝にフレーム31が嵌め込まれることで該フレーム31と係合している。そして、インシュレータ4は、フレーム31を含む保持部材3が取り付けの対象機器に固定されることによって、該対象機器に対して固定される。即ち、インシュレータ4は、取り付けの対象機器に対して間接に(具体的には、保持部材3を介して)固定される。
本体部40は、X軸方向に延び且つ第一接続部310と蓄電素子10及び内部スペーサ2Aとの間に配置される第一絶縁部41と、X軸方向に延び且つ第二接続部311と蓄電素子10及び内部スペーサ2Aとの間に配置される第二絶縁部42とを有する。また、インシュレータ4は、Z軸方向に延び且つ第一絶縁部41と第二絶縁部42とを接続する一対の第三絶縁部43を有する。この一対の第三絶縁部43のそれぞれは、フレーム31の支持部312と、蓄電素子10及び外部スペーサ2Bの少なくとも一方との間に配置される。さらに、インシュレータ4は、Z軸方向に延び且つ第一絶縁部41と第二絶縁部42との中間部位同士を接続する第四絶縁部44を有する。この第四絶縁部44は、フレーム31の補強部313と蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方との間に配置される。
延出部45は、舌片部314に沿った形状を有し、舌片部314に生じている弾発力によって、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に押し付けられている。即ち、延出部45は、第二絶縁部42から蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に沿って延び、且つ、この蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に押し付けられた状態で、X軸方向の両側に設けられた凸部2140AのぞれぞれとX軸方向において対向する。この延出部45は、X軸方向に隣り合う凸部2140Aと当接している、又は、僅かな間隔をあけて対向している。
以上の蓄電装置1によれば、蓄電装置1にX軸方向の加速度(加速度成分)が生じたときに、X軸方向に対向する延出部45と内部スペーサ2Aの凸部(中央位置スペーサ2AAと隣り合う内部スペーサ2Aの一部)2140Aとが当接する(又は当接している)。例えば具体的には、図6において、上方側への負の加速度(加速度成分)が生じたときに、延出部45と、該延出部45の上方側に位置する内部スペーサ2Aの凸部2140Aとが当接する(又は当接している)。これにより、延出部45と当接する(又は当接している)内部スペーサ2Aより加速度方向側(図6における下方側)に配置された蓄電素子10によって生じる力(例えば、慣性力)を、インシュレータ4(本実施形態の例では、インシュレータ4を介して金属製の保持部材3(フレーム31))に受けさせるとこができる。その結果、X軸方向の端部に配置された蓄電素子10に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる。尚、本実施形態において、加速度方向とは、正(プラス)の加速度の向きをいう。
しかも、本実施形態の蓄電装置1では、延出部45が中央位置スペーサ2AA(第一対向部214A)に押し付けられているため、加速度が生じたときに、延出部45が、押し付けられている中央位置スペーサ2AAから離間する方向にずれ難い。これにより、延出部45とX軸方向に当接する内部スペーサ2A(中央位置スペーサ2AAと隣り合う内部スペーサ2A)の凸部2140Aが低くても(第一対向部214Aからの突出寸法が小さくても)、蓄電装置1にX軸方向の加速度(加速度成分)が生じたときに該凸部2140Aから該延出部45が外れ難い。
また、本実施形態の蓄電装置1においてX軸方向における一方側及び他方側のいずれに向いた加速度(加速度成分)が生じても、延出部45がX軸方向の両側に配置される凸部2140Aのいずれかと当接する(又は当接している)。このため、延出部45と当接する(又は当接している)内部スペーサ2Aより加速度方向側に配置された蓄電素子10によって生じる前記加速度に起因する力を、インシュレータ4に受けさせることができる。
また、本実施形態の蓄電装置1では、該蓄電装置1が、X軸方向が略水平方向となり且つ延出部45が略上方に向けて蓄電素子10及び中央位置スペーサ2AAの少なくとも一方に押し付けられる姿勢で配置されたときに、X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10のうちの途中位置にある蓄電素子10(中央位置スペーサ2AAと隣り合う蓄電素子10)が延出部45によって直接又は間接に下方から支持される。これにより、一対の終端部材30によって挟まれた蓄電素子10の列(X軸方向に並ぶ複数の蓄電素子10)の途中位置の下方への垂れを防ぐことができる。
尚、本発明の蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。
上記実施形態の蓄電装置1では、延出部45が中央位置スペーサ2AA(内部スペーサ2A)に押し付けられているがこの構成に限定されない。例えば、延出部45は、蓄電素子10に押し付けられてもよく、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aのそれぞれに押し付けられる構成等でもよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、Y軸方向の一方側の本体部40から延びる延出部45と他方側の本体部40から延びる延出部45とは、独立しているが、この構成に限定されない。Y軸方向の一方側の本体部40から延びる延出部45と他方側の本体部40から延びる延出部45とが一体となった(連続している)構成でもよい。また、延出部45は、Y軸方向の一方側の本体部40及び他方側の本体部40のいずれか一方のみから延びる構成でもよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、中央位置スペーサ2AAを除く全ての内部スペーサ2Aが凸部2140Aを有しているが、この構成に限定されない。例えば、蓄電素子10の閉塞部123全体が内部スペーサ2A(上記実施形態の例では第一対向部214A)によって覆われている構成の場合、凸部2140Aは、少なくとも中央位置スペーサ2AAのX軸方向の両隣の内部スペーサ2Aに設けられていればよい。また、蓄電素子10の閉塞部123の全体又は一部が露出している構成の場合、凸部2140Aは、少なくとも延出部45とX軸方向において隣り合う位置の蓄電素子10又は内部スペーサ2Aに設けられていればよい。即ち、凸部2140Aは、少なくとも延出部45とX軸方向に隣接する領域に設けられていれば、蓄電素子10と内部スペーサ2Aとのいずれに設けられてもよい。尚、延出部45が蓄電素子10に設けられた凸部2140Aと当接する構成では、蓄電装置1にX軸方向の加速度(加速度成分)が生じたときに、X軸方向に対向する延出部45と蓄電素子10の凸部(蓄電素子10の一部)2140Aとが当接する(又は当接している)。これにより、この延出部45と当接する(又は当接している)蓄電素子10及び該蓄電素子10より加速度方向側に配置された蓄電素子10によって生じる力(例えば、慣性力)を、インシュレータ4に受けさせるとこができる。その結果、蓄電装置1にX軸方向の加速度(加速度成分)が生じたときのX軸方向の端部に配置された蓄電素子10に加わる前記加速度に起因する力を抑えることができる。
上記実施形態の蓄電装置1では、凸部2140Aは、内部スペーサ2Aに設けられているが、外部スペーサ2Bに設けられてもよい。
また、凸部2140Aの具体的な形状は、限定されない。例えば、上記実施形態の凸部2140Aは、円柱(円盤)形状であるが、角柱、半球状等であってもよい。即ち、凸部2140Aは、延出部45がX軸方向にずれたとき(又は、ずれようとしたときに)、該延出部45とX軸方向において当接することにより該延出部45のX軸方向の移動を抑えることができる凸形状であればよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、延出部45の内部にフレーム31の一部(舌片部314)が配置される構成であるが、この構成に限定されない。延出部45は、内部にフレームの一部が配置されない構成であってもよい。この場合、延出部45は、蓄電装置1にX軸方向の加速度(加速度成分)が生じ、これにより、凸部2140A等から力が加わったときに、該凸部2140A等が設けられた内部スペーサ2A又は蓄電素子10のX軸方向の移動を阻止できる剛性を有していればよい。
また、延出部45の具体的な形状は、限定されない。延出部45は、本体部40から蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に沿って延び、且つこの蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの少なくとも一方に押し付けられた状態で、蓄電素子10又は内部スペーサ2Aの一部(凸部2140A等)と第一方向において対向する形状であればよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、中央位置スペーサ2AAを挟んで両側に配置される内部スペーサ2Aに凸部2140Aが設けられているが、この構成に限定されない。例えば、X軸方向に並ぶ複数の内部スペーサ2Aを挟んで両側に配置される内部スペーサ2Aのそれぞれに凸部2140Aが設けられてもよい。この場合、延出部45は、凸部2140A間の間隔と対応するX軸方向の寸法を有する。
また、凸部2140Aは、延出部45のX軸方向における一方側のみに設けられてもよい。かかる構成によっても、蓄電装置1にX軸方向の他方側への加速度(加速度成分)が生じたときに、該凸部2140Aよりも他方側の蓄電素子10に生じる前記加速度に起因する力が前記一方側の端部に配置された蓄電素子10に加わるのを抑えることができる。
また、上記実施形態の蓄電装置1では、X軸方向において、凸部2140A間に延出部45が位置することで、X軸方向の加速度(加速度成分)が生じたときの該加速度に起因する力の一部をインシュレータ4(上記実施形態では、インシュレータ4を介して保持部材3)に受けさせ、これにより、X軸方向の端部に配置された蓄電素子10に加わる前記力を抑える構成であるが、この構成に限定されない。
例えば、蓄電装置1において、図10に示すように、延出部45及び内部スペーサ2Aの一方が、延出部45の押し付けられる方向に窪む凹部60を有し、延出部45及び内部スペーサ2Aの他方が、延出部45の押し付けられる方向に延びて凹部60に入り込む凸部61を有する構成でもよい。また、蓄電装置1において、図11に示すように、延出部45及び内部スペーサ2Aの一方が、延出部45の延びる方向に窪む凹部62を有し、延出部45又は内部スペーサ2Aの他方が、延出部45の押し付けられる方向に延びて凹部62に入り込む凸部63を有する構成等でもよい。
これらの構成によっても、蓄電装置1においてX軸方向における一方側及び他方側のいずれに向いた加速度(加速度成分)が生じても、凹部60、62に入り込んでいる凸部61、63がX軸方向において該凹部60、62の内面と当接する(又は当接している)ため、延出部45の凸部61、63が入り込む凹部60、62(又は延出部45の凹部60、62に入り込む凸部61、63)を有する内部スペーサ2Aより加速度方向側に配置された蓄電素子10によって生じる前記加速度に起因する力を、インシュレータ4に受けさせることができる。
上記実施形態の蓄電装置1では、延出部45と凸部2140Aとは、Z軸方向に延びる面同士がX軸方向に対向する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、延出部45と凸部2140Aとは、図10に示すように、Z軸方向及びX軸方向に対して傾斜した面同士がX軸方向に対向する構成でもよい。
舌片部314及び延出部45の具体的な形状は、限定されない。例えば、上記実施形態の蓄電装置1では、舌辺部31は、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aが配置領域Sに配置されることで、舌片部314の膨出部3140が第一対向部214Aに押されて(図9に示す例では下方に押し下げられて)弾性変形し、この弾性変形によって生じた弾発力によって第一対向部214Aに押し付けられているが、この構成に限定されない。舌片部314は、例えば、図12に示すように、配置領域Sに向け且つY軸方向に対して傾斜した状態で第二接続部311から真っ直ぐ延びてもよい。即ち、舌片部314は、膨出部3140が無く、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aの配置されていない状態では、先端部が配置領域S内に位置し又は配置領域S近傍に位置するように第二接続部311からY軸方向に対して傾斜した方向に真っ直ぐ延びてもよい。かかる構成によっても、舌片部314は、蓄電素子10及び内部スペーサ2Aが配置領域Sに配置されると、図13に示すように、内部スペーサ2Aの第一対向部214Aによって押されて弾性変形し、この弾性変形によって生じた弾発力によって第一対向部214Aに押し付けられる。
上記実施形態の蓄電装置1は、一対のフレーム31が終端部材30によって互いに接続(連結)された状態で電池パック等の取り付けの対象機器に固定されるが、この構成に限定されない。例えば、一対のフレーム31が他の部材等によって互いに接続(連結)されていない状態で、取り付けの対象機器に固定される構成であってもよい。
上記実施形態の蓄電装置1では、内部スペーサ2Aのベース20Aは、隣り合う蓄電素子10との間に通風路を形成するが、この構成に限定されない。ベース20Aは、例えば、隣り合う蓄電素子10と密接する形状(平板形状)等でもよい。
1…蓄電装置、2A…内部スペーサ、20A…ベース、200A…第一当接部、201A…第二当接部、202A…連接部、21A…規制部、211A…第一規制部、212A…第二規制部、213A…第三規制部、214A…第一対向部、2140A…凸部、215A…第二対向部、2AA…中央位置スペーサ(内部スペーサ)、2B…外部スペーサ、20B…ベース、21B…規制部、211B…第一規制部、212B…第二規制部、213B…第三規制部、24B…第一突出部、201B…第二突出部、3…保持部材、30…終端部材、300…圧接部、31…フレーム、310…第一接続部、311…第二接続部、312…支持部、313…補強部、314…舌片部、3140…膨出部、4…インシュレータ、40…本体部、41…第一絶縁部、42…第二絶縁部、43…第三絶縁部、44…第四絶縁部、45…延出部、5…バスバ、10…蓄電素子、11…電極体、12…ケース、120…ケース本体、121…蓋板、123…閉塞部、124…胴部、125…第一壁、126…第二壁、13…外部端子、14…集電体、15…絶縁部材、60、62…凹部、61、63…凸部、S…配置領域

Claims (7)

  1. 第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    隣り合う前記蓄電素子の間に配置される少なくとも一つのスペーサと、
    第一方向と直交する第二方向において前記蓄電素子及び前記スペーサと対向する本体部であって、取り付けの対象機器に対して直接又は間接に固定される本体部を有する対向部材と、を備え、
    前記対向部材は、前記本体部から前記複数の蓄電素子のうちの一部の蓄電素子及び前記スペーサの少なくとも一方に沿って延び且つこの一部の蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方に対して第一方向及び第二方向と直交する第三方向に押し付けられた延出部を有し、
    前記延出部における前記蓄電素子又は前記スペーサに押し付けられている部位は、該蓄電素子又は該スペーサの一部と第一方向において対向している、蓄電装置。
  2. 前記スペーサを複数備え、
    第一方向の異なる位置に配置された二つの前記スペーサのそれぞれは、前記延出部の押し付けられる方向に突出する凸部を有し、
    前記延出部は、前記二つのスペーサの凸部間に配置される、請求項1記載の蓄電装置。
  3. 前記延出部及び前記スペーサの一方は、前記延出部の押し付けられる方向に窪む凹部を有し、
    前記延出部及び前記スペーサの他方は、前記延出部の押し付けられる方向に延びて前記凹部に入り込む凸部を有する、請求項1に記載の蓄電装置。
  4. 前記延出部及び前記スペーサの一方は、前記延出部の延びる方向に窪む凹部を有し、
    前記延出部及び前記スペーサの他方は、前記延出部の押し付けられる方向に延びて前記凹部に入り込む凸部を有する、請求項1に記載の蓄電装置。
  5. 第一方向において前記複数の蓄電素子を挟む一対の終端部材と、
    前記一対の終端部材を連結する導電性部材と、を備え、
    前記対向部材は、前記導電性部材と前記スペーサ及び前記蓄電素子との間に配置される絶縁材であり、且つ前記導電性部材と係合している、請求項1乃至4の何れか1項に記載の蓄電装置。
  6. 第一方向に並ぶ三つ以上の蓄電素子と、
    第一方向と直交する第二方向において前記蓄電素子と対向する本体部であって、取り付けの対象機器に対して直接又は間接的に固定される本体部を有する対向部材と、を備え、
    前記対向部材は、前記本体部から前記三つ以上の蓄電素子のうちの一部の蓄電素子に沿って延び且つこの一部の蓄電素子に対して第一方向及び第二方向と直交する第三方向に押し付けられた延出部を有し、
    前記延出部における前記蓄電素子に押し付けられている部位は、少なくとも前記三つ以上の蓄電素子のうちの第一方向の両端に配置された蓄電素子を除く一部の蓄電素子と第一方向において対向している、蓄電装置。
  7. 第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    それぞれが隣り合う前記蓄電素子の間に配置される複数のスペーサと、
    第一方向と直交する第二方向において前記蓄電素子及び前記スペーサと対向する本体部であって、取り付けの対象機器に対して直接又は間接に固定される本体部を有する対向部材と、を備え、
    前記対向部材は、前記本体部から前記蓄電素子及び前記スペーサの少なくとも一方に沿って延び、且つこの蓄電素子及びスペーサの少なくとも一方に押し付けられた状態で前記スペーサの一部と第一方向において対向する延出部を有し、
    第一方向の異なる位置に配置された二つの前記スペーサのそれぞれは、前記延出部の押し付けられる方向に突出する凸部を有し、
    前記延出部は、前記二つのスペーサの凸部間に配置される、蓄電装置。
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