JP6863455B2 - 蓄電装置、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 - Google Patents
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Description
1.蓄電装置
1−1.全体構成
1−2.電池ホルダの構成
1−3.サーミスタおよびその周辺の構成
1−4.放熱体の構成
1−5.二次電池の構成
1−6.動作
1−7.作用および効果
1−8.変形例
2.蓄電装置の用途
2−1.電池パック
2−2.電動車両
2−3.電力貯蔵システム
2−4.電動工具
まず、本技術の一実施形態の蓄電装置に関して説明する。
まず、蓄電装置の全体構成に関して説明する。
筐体は、蓄電素子100を収納する部材であり、例えば、箱状である。この筐体は、例えば、金属材料などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。金属材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅および銅合金などである。
蓄電素子100は、例えば、図1および図2に示したように、放熱絶縁体10と、複数の放熱体20と、下ケース30と、下タブ基板40と、電池ホルダ50と、複数の二次電池60と、上タブ基板70と、上ケース80とを備えている。
放熱絶縁体10は、主に、外装ケース1から複数の二次電池60などを絶縁すると共に、その複数の二次電池60などにおいて発生した熱を放熱する部材である。この放熱絶縁体10は、例えば、シート状であると共に、高い熱伝導性を有する絶縁性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。絶縁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、シリコン樹脂およびポリカーボネートなどの高分子材料である。
放熱体20は、主に、複数の二次電池60などにおいて発生した熱を放熱する放熱部材である。ここでは、蓄電素子100は、例えば、複数の二次電池60に応じて、複数の放熱体20を備えている。
下ケース30は、主に、電池ホルダ50に収容された複数の二次電池60を下側から支持する部材である。この下ケース30は、例えば、ポリカーボネートなどの高分子材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
下タブ基板40は、主に、複数の二次電池60の下側に配置されることにより、その複数の二次電池60を互いに接続させる配線部材である。この下タブ基板40は、例えば、複数の二次電池60のそれぞれに接続される複数の接続端子41を含んでいる。ここでは、例えば、複数の接続端子41は、後述するように、二次電池60のうちの正極端子60Pおよび負極端子60Nのそれぞれに接続されている。また、下タブ基板40は、例えば、銅およびニッケルなどの導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
電池ホルダ50は、主に、複数の二次電池60を収容および保持する電池収容部材である。すなわち、電池ホルダ50は、互いに分離されるように複数の二次電池60の収容領域を仕切ることにより、その複数の二次電池60が収容される複数の空間を画定する部材である。
二次電池60は、主に、蓄電装置の主要部であり、いわゆる電源である。この二次電池60は、例えば、円筒型のリチウムイオン二次電池である。
上タブ基板70は、主に、複数の二次電池60の上側に配置されることにより、その複数の二次電池60を互いに接続させる他の配線部材である。この上タブ基板70は、例えば、複数の二次電池60のそれぞれに接続される複数の接続端子71を含んでいる。ここでは、例えば、複数の接続端子71は、後述するように、二次電池60のうちの正極端子60Pおよび負極端子60Nのそれぞれに接続されている。また、上タブ基板70は、例えば、下タブ基板40と同様の導電性材料を含んでいる。
上ケース80は、主に、電池ホルダ50に収容された複数の二次電池60を上側から支持する部材である。この上ケース80は、例えば、下ケース30と同様の高分子材料を含んでいる。
サーミスタ90は、主に、蓄電装置の温度、より具体的には複数の二次電池60の温度を測定する温度測定素子である。このサーミスタ90は、温度の変化に応じて電気抵抗が変化する抵抗体を含んでおり、例えば、電池ホルダ50に設けられている。
なお、蓄電装置100は、例えば、上記した一連の構成要素に加えて、他の構成要素のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
続いて、電池ホルダ50の詳細な構成に関して説明する。
電池ホルダ50は、例えば、図3に示したように、画定部52により画定された複数の開口部51を含んでいる。複数の開口部51は、電池ホルダ50の面内に配置されている。この「面内」とは、上記したように、電池ホルダ50の表面に沿った面内であり、より具体的にはXY面内である。
ここで、複数の二次電池60は、上記したように、複数の開口部51の全てに収容されているわけではなく、その複数の開口部51の一部だけに収容されている。
続いて、サーミスタ90およびその周辺の詳細な構成に関して説明する。
続いて、放熱体20の詳細な構成に関して説明する。
複数の放熱体20のそれぞれは、例えば、図6に示したように、複数の露出口31のそれぞれに設けられている。すなわち、放熱体20は、例えば、露出口31の延在方向と同様の方向に延在していると共に、その露出口31に露出された2個の接続端子41に隣接されている。電流が集中しやすい接続端子41に対応する箇所に放熱体20を設けることにより、最小限の数の放熱体20を用いて効率よく放熱するためである。
なお、下タブ基板40に設けられている複数の接続端子41のそれぞれは、例えば、図1〜図3および図6に示したように、複数の開口部51に対応する位置に設けられている。すなわち、接続端子41は、例えば、二次電池60が収容されている開口部51(第1電池収容部51Aおよび第2電池収容部51C)に対応する位置に設けられており、その位置において二次電池60に接続されている。また、接続端子41は、例えば、二次電池60が収容されていない開口部51(非電池収容部51B)に対応する位置にも設けられており、その位置においても二次電池60に接続されている。
ここで下タブ基板40(接続端子41)に関して説明したことは、例えば、上タブ基板70(接続端子71)に関しても同様である。具体的には、上タブ基板70に設けられている複数の接続端子71のそれぞれは、例えば、図1および図2に示したように、複数の開口部51に対応する位置に設けられている。すなわち、接続端子71は、例えば、二次電池60が収容されている開口部51(第1電池収容部51Aおよび第2電池収容部51C)に対応する位置に設けられており、その位置において二次電池60に接続されている。また、接続端子71は、例えば、二次電池60が収容されていない開口部51(非電池収容部51B)に対応する位置にも設けられており、その位置においても二次電池60に接続されている。
続いて、二次電池60の詳細な構成に関して説明する。
続いて、蓄電装置の動作に関して説明する。
本実施形態の蓄電装置によれば、電池ホルダ50が複数の開口部51(第1電池収容部51A、非電池収容部51Bおよび第2電池収容部51C)を有しており、その複数の開口部51に関して、上記した二次電池60の収容条件が満たされている。よって、以下で説明する理由により、安全性を向上させることができる。
本実施形態の蓄電装置の構成は、適宜、変更可能である。
次に、上記した蓄電装置の適用例(用途)に関して説明する。
図12は、電池パックのブロック構成を表している。
この制御部161は、例えば、CPUなどを含んでいる。電源162は、1個または2個以上の蓄電装置を含んでいる。
図13は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。
図14は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
図15は、電動工具のブロック構成を表している。
(1)
複数の二次電池と、
前記複数の二次電池を収容する電池収容部材と
を備え、
前記電池収容部材は、複数の開口部を有すると共に、前記複数の開口部は、第1開口部と前記第1開口部に隣接された複数の第2開口部とを含み、
前記第1開口部に前記二次電池が収容されていると共に、前記複数の第2開口部のうちの一部に前記二次電池が収容されている、
蓄電装置。
(2)
前記複数の開口部は、千鳥配列されており、
前記複数の第2開口部は、前記第1開口部を囲んでいる、
上記(1)に記載の蓄電装置。
(3)
前記複数の開口部は、6個の前記第2開口部を含み、
前記二次電池が収容されていない前記第2開口部の数は、4個であり、
前記二次電池が収容されている前記第2開口部の数は、2個である、
請上記(1)または(2)に記載の蓄電装置。
(4)
前記電池収容部材は、
前記第1開口部および前記複数の第2開口部のそれぞれを画定すると共に、前記第1開口部および前記複数の第2開口部により囲まれた領域に窪みを有する画定部と、
前記二次電池が収容されていない前記第2開口部の内部における前記画定部の内壁面を前記窪みの深さ方向と反対の方向に拡張することにより、前記第1開口部に収容されている前記二次電池および前記複数の第2開口部のうちの一部に収容されている前記二次電池と共に前記窪みを囲む拡張部材と
を含む、上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の蓄電装置。
(5)
さらに、前記窪みの内部に配置されると共に、前記複数の二次電池の温度を測定する温度測定素子を備えた、
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の蓄電装置。
(6)
さらに、複数の接続端子を有する配線部材を備え、
前記複数の接続端子は、前記第1開口部および前記複数の第2開口部のそれぞれに対応する位置に配置されていると共に、前記第1開口部に収容された前記二次電池および前記複数の第2開口部のうちの一部に収容された前記二次電池のそれぞれに接続されている、
上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の蓄電装置。
(7)
さらに、前記複数の接続端子に隣接された複数の放熱部材を備えた、
上記(6)に記載の蓄電装置。
(8)
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池である、
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の蓄電装置。
(9)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記蓄電装置の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
(10)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記蓄電装置の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
(11)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記蓄電装置からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
(12)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
(13)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の蓄電装置を電力供給源として備えた、電子機器。
Claims (12)
- 複数の二次電池と、
前記複数の二次電池を収容する電池収容部材と
を備え、
前記電池収容部材は、複数の開口部を有すると共に、前記複数の開口部は、第1開口部と前記第1開口部に隣接された複数の第2開口部とを含み、
前記第1開口部に前記二次電池が収容されていると共に、前記複数の第2開口部のうちの一部に前記二次電池が収容されており、
前記電池収容部材は、
前記第1開口部および前記複数の第2開口部のそれぞれを画定すると共に、前記第1開口部および前記複数の第2開口部により囲まれた領域に窪みを有する画定部と、
前記二次電池が収容されていない前記第2開口部の内部における前記画定部の内壁面を前記窪みの深さ方向と反対の方向に拡張することにより、前記第1開口部に収容されている前記二次電池および前記複数の第2開口部のうちの一部に収容されている前記二次電池と共に前記窪みを囲む拡張部材と
を含む、蓄電装置。 - 前記複数の開口部は、千鳥配列されており、
前記複数の第2開口部は、前記第1開口部を囲んでいる、
請求項1記載の蓄電装置。 - 前記複数の開口部は、6個の前記第2開口部を含み、
前記二次電池が収容されていない前記第2開口部の数は、4個であり、
前記二次電池が収容されている前記第2開口部の数は、2個である、
請求項1または請求項2に記載の蓄電装置。 - さらに、前記窪みの内部に配置されると共に、前記複数の二次電池の温度を測定する温度測定素子を備えた、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - さらに、複数の接続端子を有する配線部材を備え、
前記複数の接続端子は、前記第1開口部および前記複数の第2開口部のそれぞれに対応する位置に配置されていると共に、前記第1開口部に収容された前記二次電池および前記複数の第2開口部のうちの一部に収容された前記二次電池のそれぞれに接続されている、
請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - さらに、前記複数の接続端子に隣接された複数の放熱部材を備えた、
請求項5記載の蓄電装置。 - 前記二次電池は、リチウムイオン二次電池である、
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記蓄電装置の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記蓄電装置の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
前記蓄電装置からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の蓄電装置を電力供給源として備えた、電子機器。
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