JP7016818B2 - 蓄電モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電モジュールに関する。
特許文献1には、複数のバッテリセルを積層したバッテリセルグループを保護ケーシングに収納した蓄電モジュール(バッテリ)が開示されている。具体的に、特許文献1の蓄電モジュールでは、複数のバッテリセルグループを、バッテリセルの積層方向に配列された保護ケーシングの複数の内部ポケットに、それぞれ収納している。バッテリセルの積層方向において隣り合うバッテリセルグループの間には、内部ポケットを画成する保護ケーシングの隔壁が位置する。
ところで、一方向に積層された複数のバッテリセルを備える蓄電モジュールでは、各バッテリセルが充放電に伴い発熱する。しかしながら、複数のバッテリセルの積層方向における中央部分やその近傍に位置するバッテリセルにおいて発生した熱は、外部に放散され難い。また、温度上昇したバッテリセルは性能劣化が促進される傾向にあり、温度上昇を均一に抑制することで蓄電モジュールの性能劣化を抑制することが可能となる。
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、積層された複数のバッテリセルの放熱性を向上できる蓄電モジュールを提供することを目的とする。
(1)上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電モジュール(例えば実施形態における蓄電モジュール1)は、一方向に積層された複数のバッテリセル(例えば実施形態におけるバッテリセル2)と、前記複数のバッテリセルを収納するバッテリケース(例えば実施形態におけるバッテリケース3)と、を備え、前記バッテリケースが、前記複数のバッテリセルの積層方向に直交する第一直交方向を軸方向とする筒状に形成され、内部が前記複数のバッテリセルを収納する収納空間(例えば実施形態における収納空間11)とされたケース本体(例えば実施形態におけるケース本体5)と、前記ケース本体の内面に接続されると共に前記積層方向に間隔をあけて配列され、前記収納空間を前記積層方向に並ぶ複数の分割空間(例えば実施形態における分割空間15)に区画する複数の区画壁(例えば実施形態における区画壁6)と、を備え、前記積層方向における前記分割空間の長さが、前記積層方向における前記収納空間の端から中央に近づくにしたがって小さくなる。
(2)本発明の一態様においては、前記ケース本体が、前記積層方向に間隔をあけて配された一対の第一側壁(例えば実施形態における第一側壁12)、及び、前記積層方向及び前記第一直交方向に直交する第二直交方向に間隔をあけて配された一対の第二側壁(例えば実施形態における第二側壁13)を有する矩形の筒状に形成され、各区画壁は、前記第二直交方向に延びて形成され、前記第二直交方向における各区画壁の両端が、前記一対の第二側壁に接続されてもよい。
(3)本発明の一態様において、前記積層方向において前記ケース本体の外側に向く前記第一側壁の外面(例えば実施形態における第一側壁12の外面12a)は、前記第二直交方向における前記第一側壁の両端から中央に向かうにしたがって前記積層方向において前記ケース本体の外側に向かうように傾斜して形成され、前記積層方向において前記ケース本体の内側に向く前記第一側壁の内面(例えば実施形態における第一側壁12の内面12b)は、前記積層方向に直交する平坦面に形成されてもよい。
(4)本発明の一態様において、前記第二側壁には、前記ケース本体の外側に向く前記第二側壁の外面から突出する突起部(例えば実施形態における突起部16)が形成され、前記突起部は、前記第二直交方向において前記区画壁と重なってもよい。
(5)本発明の一態様においては、前記突起部が、前記第一直交方向に延びる筒状のボス部(例えば実施形態におけるボス部16)であってもよい。
上記(1)の態様によれば、積層方向における収納空間の中央に位置する分割空間の長さが、収納空間の端に位置する分割空間の長さよりも小さい。すなわち、複数の区画壁が収納空間の中央部分において密に配されている。これにより、収納空間の中央部分に収納されたバッテリセルにおいて生じた熱を、区画壁に効率よく伝え、さらに区画壁からケース本体に効率よく伝えることができる。これにより、中央部分に位置するバッテリセルの熱を、ケース本体の外部に効果的に放散できる。したがって、積層された複数のバッテリセルの放熱性を向上できる。
上記(2)の態様によれば、ケース本体の一対の第二側壁同士を連結する複数の区画壁が、収納空間の中央部分において密に配される。すなわち、中央部分における区画壁同士の間隔が小さい。このため、衝撃や荷重等の外力がケース本体の外側から一方の第二側壁に作用しても、一方の第二側壁が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。したがって、一対の第二側壁の強度及び剛性を向上できる。特に、積層方向における各第二側壁の中央部分の強度及び剛性を向上できる。
上記(3)の態様によれば、積層方向における第一側壁の厚さが、第二直交方向における第一側壁の両端から中央に向かうにしたがって厚くなる。このため、衝撃や荷重等の外力がケース本体の外側から第一側壁に作用しても、第一側壁が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。
また、上記(3)の態様によれば、充放電や発熱、劣化に伴うバッテリセルの膨張力によって、第一側壁がケース本体の内側から押されても、第一側壁が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。
また、上記(3)の態様によれば、積層方向における第一側壁の厚さが、第二直交方向における第一側壁の両端部分において薄くなっているため、第一側壁の変形を抑制しながら第一側壁に使用する材料を減らすことができる。これにより、第一側壁を含む蓄電モジュールの軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
また、上記(3)の態様によれば、充放電や発熱、劣化に伴うバッテリセルの膨張力によって、第一側壁がケース本体の内側から押されても、第一側壁が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。
また、上記(3)の態様によれば、積層方向における第一側壁の厚さが、第二直交方向における第一側壁の両端部分において薄くなっているため、第一側壁の変形を抑制しながら第一側壁に使用する材料を減らすことができる。これにより、第一側壁を含む蓄電モジュールの軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
上記(4)の態様によれば、突起部が区画壁と重なる位置に設けられることで、バッテリセルにおいて生じた熱を、区画壁から突起部に効率よく伝えることができる。突起部は、第二側壁の外面から突出しているため、突起部に伝わった熱をケース本体の外部に効果的に放散することができる。
また、上記(4)の態様によれば、第二側壁が対象物(例えば地面)に衝突する際には、突起部が第二側壁よりも先に対象物に接触する。すなわち、第二側壁が対象物に直接当たることを回避できる。また、突起部が区画壁と重なることで、突起部に作用する衝撃や荷重等の外力を区画壁に直接伝えることができる。すなわち、突起部に作用する外力が第二側壁に伝わることを抑制できる。以上のことから、第二側壁が外力によって変形することを抑制できる。
また、上記(4)の態様によれば、第二側壁が対象物(例えば地面)に衝突する際には、突起部が第二側壁よりも先に対象物に接触する。すなわち、第二側壁が対象物に直接当たることを回避できる。また、突起部が区画壁と重なることで、突起部に作用する衝撃や荷重等の外力を区画壁に直接伝えることができる。すなわち、突起部に作用する外力が第二側壁に伝わることを抑制できる。以上のことから、第二側壁が外力によって変形することを抑制できる。
上記(5)の態様によれば、ボス部内にねじを通すことで、ケース本体に部品(例えばケース本体の開口を覆う蓋部)を固定することができる。したがって、ケース本体に部品を固定するためのボス部を、バッテリセルの放熱や第二側壁の変形抑制に有効に活用することができる。
また、上記(5)の態様によれば、ケース本体に部品を固定するためにねじを通すボス部が、ケース本体の外面から突出している。このため、ねじを通す孔を第二側壁に形成する場合と比較して、第二側壁の剛性を確保しながら、第二側壁の厚みを小さく抑えることができる。これにより、第二側壁に使用する材料を減らすことができる。したがって、第二側壁を含む蓄電モジュールの軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
また、上記(5)の態様によれば、ケース本体に部品を固定するためにねじを通すボス部が、ケース本体の外面から突出している。このため、ねじを通す孔を第二側壁に形成する場合と比較して、第二側壁の剛性を確保しながら、第二側壁の厚みを小さく抑えることができる。これにより、第二側壁に使用する材料を減らすことができる。したがって、第二側壁を含む蓄電モジュールの軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
以下、図1~6を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1~3に示すように、本実施形態に係る蓄電モジュール1は、一方向に積層された複数のバッテリセル2と、複数のバッテリセル2を収納するバッテリケース3と、を備える。
図1~6において、X軸方向は複数のバッテリセル2の積層方向、Z軸方向は積層方向に直交する第一直交方向、Y軸方向は積層方向及び第一直交方向に直交する第二直交方向を、それぞれ示す。
図1~3に示すように、本実施形態に係る蓄電モジュール1は、一方向に積層された複数のバッテリセル2と、複数のバッテリセル2を収納するバッテリケース3と、を備える。
図1~6において、X軸方向は複数のバッテリセル2の積層方向、Z軸方向は積層方向に直交する第一直交方向、Y軸方向は積層方向及び第一直交方向に直交する第二直交方向を、それぞれ示す。
バッテリセル2の形状は任意であってよい。図4~6に示すように、本実施形態のバッテリセル2は、積層方向(X軸方向)を厚さ方向とする板状に形成されている。具体的に、バッテリセル2は、電池要素を一対のフィルムでラミネートしたラミネート型のバッテリセル2である。ラミネート型のバッテリセル2は、充放電時や発熱時、性能劣化時に厚さ方向(積層方向)に膨張することがある。
図4,6に示すように、複数のバッテリセル2は、各バッテリセル2の電極2A,2Bが第一直交方向の一方側(Z軸負方向側)に位置するように積層される。複数のバッテリセル2は、不図示のバスバーや回路基板によって電極2A,2B同士を適宜接続することで、直列又は並列に電気接続される。
図4,6に示すように、複数のバッテリセル2は、各バッテリセル2の電極2A,2Bが第一直交方向の一方側(Z軸負方向側)に位置するように積層される。複数のバッテリセル2は、不図示のバスバーや回路基板によって電極2A,2B同士を適宜接続することで、直列又は並列に電気接続される。
図1~6に示すように、バッテリケース3は、ケース本体5と複数の区画壁6とを備える。また、バッテリケース3は、一対の蓋部7をさらに備える。
図4~6に示すように、ケース本体5は、第一直交方向(Z軸方向)を軸方向とする筒状に形成されている。ケース本体5の内部は、複数のバッテリセル2を収納する収納空間11とされている。複数のバッテリセル2は、ケース本体5の軸方向に直交する方向に配列された状態で、収納空間11に配される。
図4~6に示すように、ケース本体5は、第一直交方向(Z軸方向)を軸方向とする筒状に形成されている。ケース本体5の内部は、複数のバッテリセル2を収納する収納空間11とされている。複数のバッテリセル2は、ケース本体5の軸方向に直交する方向に配列された状態で、収納空間11に配される。
ケース本体5は、例えば円筒状など任意の筒状に形成されてよい。本実施形態のケース本体5は、一対の第一側壁12及び一対の第二側壁13を有する矩形の筒状に形成されている。
一対の第一側壁12は、複数のバッテリセル2の積層方向(X軸方向)に間隔をあけて配されている。すなわち、一対の第一側壁12は、積層方向において収納空間11に収納された複数のバッテリセル2の両側に位置する。一対の第二側壁13は、第二直交方向(Y軸方向)に間隔をあけて配されている。
一対の第一側壁12は、複数のバッテリセル2の積層方向(X軸方向)に間隔をあけて配されている。すなわち、一対の第一側壁12は、積層方向において収納空間11に収納された複数のバッテリセル2の両側に位置する。一対の第二側壁13は、第二直交方向(Y軸方向)に間隔をあけて配されている。
図4,5に示すように、第一側壁12は、第一、第二直交方向に延び、積層方向を厚さ方向とする板状に形成されている。第一側壁12は、例えば平板状に形成されてよい。本実施形態の第一側壁12は、ケース本体5の外側に膨らむように形成されている。
図5に示すように、積層方向においてケース本体5の外側に向く第一側壁12の外面12aは、第二直交方向における第一側壁12の両端から中央に向かうにしたがって積層方向においてケース本体5の外側に向かうように傾斜して形成されている。具体的に、第一側壁12の外面12aは、第二直交方向における当該外面12aの中央が、当該外面12aの両端よりも積層方向においてケース本体5の外側に膨出する円弧状に形成されている。一方、積層方向においてケース本体5の内側に向く第一側壁12の内面12bは、積層方向に直交する平坦面に形成されている。これにより、積層方向における第一側壁12の厚さは、第二直交方向における第一側壁12の両端から中央に向かうにしたがって厚くなる。
図5に示すように、積層方向においてケース本体5の外側に向く第一側壁12の外面12aは、第二直交方向における第一側壁12の両端から中央に向かうにしたがって積層方向においてケース本体5の外側に向かうように傾斜して形成されている。具体的に、第一側壁12の外面12aは、第二直交方向における当該外面12aの中央が、当該外面12aの両端よりも積層方向においてケース本体5の外側に膨出する円弧状に形成されている。一方、積層方向においてケース本体5の内側に向く第一側壁12の内面12bは、積層方向に直交する平坦面に形成されている。これにより、積層方向における第一側壁12の厚さは、第二直交方向における第一側壁12の両端から中央に向かうにしたがって厚くなる。
各第一側壁12には、第一直交方向に貫通する貫通孔14が形成されている。貫通孔14は、各第一側壁12において、第二直交方向に互いに間隔をあけて複数(図示例では二つ)配列されている。貫通孔14には、ケース本体5に後述する蓋部7(部品)を固定するためのねじ(不図示)が通る。貫通孔14の内周には、例えばねじに噛み合う雌ねじが形成されてよい。
貫通孔14は、第一側壁12の他の部分と比較して厚さが小さい第一側壁12の両端を除く領域に形成されるとよい。これにより、貫通孔14の形成に伴う第一側壁12の剛性低下を抑制できる。
貫通孔14は、第一側壁12の他の部分と比較して厚さが小さい第一側壁12の両端を除く領域に形成されるとよい。これにより、貫通孔14の形成に伴う第一側壁12の剛性低下を抑制できる。
図4,5に示すように、各第二側壁13は、積層方向及び第一直交方向に延び、第二直交方向を厚さ方向とする板状に形成されている。本実施形態の第二側壁13は、平板状に形成されている。すなわち、ケース本体5の外側に向く第二側壁13の外面13a、及び、ケース本体5の内側に向く第二側壁13の内面13bは、それぞれ第二直交方向に直交している。
上記した一対の第一側壁12及び一対の第二側壁13は、例えば別個に形成された上で互いに固定されてよい。本実施形態において、一対の第一側壁12及び一対の第二側壁13は、一体に形成されている。
図4~6に示すように、複数の区画壁6は、それぞれケース本体5の内面に接続されると共に積層方向(X軸方向)に間隔をあけて配列される。複数の区画壁6は、ケース本体5の収納空間11を積層方向に並ぶ複数の分割空間15に区画する。積層方向における分割空間15の長さは、複数の区画壁6の配置により、積層方向における収納空間11の端から中央に近づくにしたがって小さくなっている。すなわち、複数の区画壁6は、収納空間11の中央に位置する分割空間15の長さが収納空間11の端に位置する分割空間15よりも小さくなるように、配列されている。
これにより、収納空間11の中央(あるいは中央の近く)に位置する分割空間15に収納されるバッテリセル2の数は、収納空間11の端(あるいは端の近く)に位置する分割空間15に収納されるバッテリセル2の数よりも少なくなる。
これにより、収納空間11の中央(あるいは中央の近く)に位置する分割空間15に収納されるバッテリセル2の数は、収納空間11の端(あるいは端の近く)に位置する分割空間15に収納されるバッテリセル2の数よりも少なくなる。
本実施形態における区画壁6の数は、三つである。これにより、分割空間15の数は四つとなっている。
三つの区画壁6には、積層方向における収納空間11の中央に配された一つの第一区画壁6Aと、第一区画壁6Aの両側に配された二つの第二区画壁6Bと、がある。図5,6に示すように、第一区画壁6Aと各第二区画壁6Bとの間隔は、各第二区画壁6Bと収納空間11の端をなす第一側壁12の内面12bとの間隔よりも小さい。これにより、四つの分割空間15のうち積層方向における収納空間11の中央に位置する二つの第一分割空間15Aの長さが、収納空間11の両端に位置する二つの第二分割空間15Bの長さよりも小さくなる。二つの第一分割空間15Aの長さは、例えば互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに等しい。同様に、二つの第二分割空間15Bの長さは、例えば互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに等しい。
図示例において、各第一分割空間15Aには三つのバッテリセル2が収納され、各第二分割空間15Bには四つのバッテリセル2がそれぞれ収納されているが、これに限ることはない。
三つの区画壁6には、積層方向における収納空間11の中央に配された一つの第一区画壁6Aと、第一区画壁6Aの両側に配された二つの第二区画壁6Bと、がある。図5,6に示すように、第一区画壁6Aと各第二区画壁6Bとの間隔は、各第二区画壁6Bと収納空間11の端をなす第一側壁12の内面12bとの間隔よりも小さい。これにより、四つの分割空間15のうち積層方向における収納空間11の中央に位置する二つの第一分割空間15Aの長さが、収納空間11の両端に位置する二つの第二分割空間15Bの長さよりも小さくなる。二つの第一分割空間15Aの長さは、例えば互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに等しい。同様に、二つの第二分割空間15Bの長さは、例えば互いに異なってもよいが、本実施形態では互いに等しい。
図示例において、各第一分割空間15Aには三つのバッテリセル2が収納され、各第二分割空間15Bには四つのバッテリセル2がそれぞれ収納されているが、これに限ることはない。
図4~6に示すように、本実施形態の区画壁6は、第一直交方向及び第二直交方向に延び、積層方向を板厚方向とする平板状に形成されている。第二直交方向における各区画壁6の両端は、一対の第二側壁13に接続されている。
区画壁6は、例えば、ケース本体5と別個に形成された上で、ケース本体5に取り付けられてよい。本実施形態の区画壁6は、ケース本体5に一体に形成されている。
区画壁6は、例えば、ケース本体5と別個に形成された上で、ケース本体5に取り付けられてよい。本実施形態の区画壁6は、ケース本体5に一体に形成されている。
図4,5に示すように、ケース本体5の各第二側壁13には、第二側壁13の外面13aから突出する突起部16が形成されている。
突起部16の形状や配置は任意であってよい。本実施形態において、突起部16は、第一直交方向における第二側壁13の一端から他端まで直線状に延びている。また、突起部16は、積層方向に互いに間隔をあけて複数(図示例では二つ)配列されている。各突起部16は、積層方向において一対の第一側壁12の内面12bよりもケース本体5の内側に位置している。
突起部16の形状や配置は任意であってよい。本実施形態において、突起部16は、第一直交方向における第二側壁13の一端から他端まで直線状に延びている。また、突起部16は、積層方向に互いに間隔をあけて複数(図示例では二つ)配列されている。各突起部16は、積層方向において一対の第一側壁12の内面12bよりもケース本体5の内側に位置している。
また、突起部16は、第二直交方向(第二側壁13の厚さ方向)において区画壁6と重なる。突起部16は、その一部または全体が区画壁6と重なるように配されてよい。図示例では、積層方向における突起部16の中心が、積層方向における区画壁6の中心に対して積層方向にずれて位置しているが、これに限ることはない。また、図示例では、突起部16は、第二区画壁6Bと重なるように配されているが、例えば第一区画壁6Aと重なるように配されてもよい。
本実施形態の突起部16は、第一直交方向に延びる筒状のボス部16である。ボス部16内には、ケース本体5に後述する蓋部7を固定するためのねじ(不図示)が通る。ボス部16の内周には、例えばねじに噛み合う雌ねじが形成されてよい。
上記したケース本体5及び区画壁6は、アルミニウム等のように熱伝導率の高い材料によって形成されてよい。ケース本体5及び区画壁6は、押し出し成形によって製造することができる。
図1~3に示すように、一対の蓋部7は、第一直交方向(ケース本体5の軸方向)におけるケース本体5の両端の開口を覆う。一対の蓋部7は、それぞれねじ止め等によってケース本体5に対して着脱可能に設けられる。各蓋部7は、第一直交方向から見てケース本体5に対応する矩形状に形成されている。
一対の蓋部7のうち第一蓋部7Aには、蓄電モジュール1を持ち運ぶための把持部21が設けられている。把持部21は、湾曲した棒状あるいは帯板状に形成され、その両端がケース本体5の外側に向く第一蓋部7Aの外面に接続されている。蓄電モジュール1が把持部21を備えることで、蓄電モジュール1を可搬用の蓄電モジュールとして使用することができる。
本実施形態において、把持部21を含む第一蓋部7Aは、ケース本体5よりも熱伝導率が低い樹脂によって構成されている。
本実施形態において、把持部21を含む第一蓋部7Aは、ケース本体5よりも熱伝導率が低い樹脂によって構成されている。
一対の蓋部7のうち第二蓋部7Bには、コネクタ22及び複数の脚部23が設けられている。
コネクタ22は、蓄電モジュール1(複数のバッテリセル2)を外部の機器と電気接続する。コネクタ22は、ケース本体5の外側に向く第二蓋部7Bの外面から突出する。コネクタ22は、円柱状に形成されると共に、ケース本体5の軸線を中心とする位置に配される。すなわち、コネクタ22は、軸対称となる形状に形成されると共に、ケース本体5に対して軸対称となる位置に配される。
コネクタ22は、蓄電モジュール1(複数のバッテリセル2)を外部の機器と電気接続する。コネクタ22は、ケース本体5の外側に向く第二蓋部7Bの外面から突出する。コネクタ22は、円柱状に形成されると共に、ケース本体5の軸線を中心とする位置に配される。すなわち、コネクタ22は、軸対称となる形状に形成されると共に、ケース本体5に対して軸対称となる位置に配される。
複数の脚部23は、コネクタ22と同様に、第二蓋部7Bの外面から突出する。第二蓋部7Bの外面に対する脚部23の突出高さは、コネクタ22の突出高さよりも大きい。複数の脚部23は、コネクタ22を囲むように配列されている。具体的に、複数の脚部23は、矩形状に形成された第二蓋部7Bの外面の四隅に配されている。複数の脚部23が設けられることで、第二蓋部7Bを鉛直方向の下側にして蓄電モジュール1を地面等に載置した状態で、コネクタ22が地面等に接触することを防止できる。
本実施形態において、脚部23を含む第二蓋部7Bは、第一蓋部7Aと同様に、ケース本体5よりも熱伝導率が低い樹脂によって構成されている。
本実施形態において、脚部23を含む第二蓋部7Bは、第一蓋部7Aと同様に、ケース本体5よりも熱伝導率が低い樹脂によって構成されている。
図6に示すように、本実施形態のバッテリケース3は、ケース本体5の開口端部19と蓋部7との隙間を埋めるシール部8をさらに備える。シール部8は、ケース本体5と蓋部7との隙間からケース本体5の内部に水分が侵入することを防ぐ。
図示例におけるシール部8は、開口端部19におけるケース本体5の内周と、ケース本体5の開口端部19の内側に挿入される蓋部7の挿入部位の外周との間に設けられる軸シールである。なお、シール部8は、例えば、第一直交方向においてケース本体5の外側に向くケース本体5の端面と、当該端面に対向する蓋部7の対向面との間に設けられる平面シールであってもよい。
図示例におけるシール部8は、開口端部19におけるケース本体5の内周と、ケース本体5の開口端部19の内側に挿入される蓋部7の挿入部位の外周との間に設けられる軸シールである。なお、シール部8は、例えば、第一直交方向においてケース本体5の外側に向くケース本体5の端面と、当該端面に対向する蓋部7の対向面との間に設けられる平面シールであってもよい。
以上説明したように、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、ケース本体5の収納空間11が、複数の区画壁6によって複数の分割空間15に区画されている。また、分割空間15の長さが、積層方向における収納空間11の端から中央に近づくにしたがって小さくなっている。すなわち、区画壁6が収納空間11の中央部分において密に配されている。これにより、第一分割空間15A(収納空間11の中央部分)に収納されたバッテリセル2において生じた熱を、区画壁6に効率よく伝え、さらに区画壁6からケース本体5に効率よく伝えることができる。これにより、第一分割空間15Aに位置するバッテリセル2の熱を、ケース本体5の外部に効果的に放散できる。したがって、積層された複数のバッテリセル2の放熱性を向上できる。
なお、第二分割空間15B(収納空間11の端)に位置するバッテリセル2の熱は、ケース本体5に直接伝えることができるため、ケース本体5の外部に効果的に放散できる。
なお、第二分割空間15B(収納空間11の端)に位置するバッテリセル2の熱は、ケース本体5に直接伝えることができるため、ケース本体5の外部に効果的に放散できる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1では、主に、第一分割空間15Aに位置するバッテリセル2の熱がケース本体5の第二側壁13に伝わり、第二分割空間15Bに位置するバッテリセル2の熱がケース本体5の第一側壁12に伝わる。すなわち、第一分割空間15Aに位置するバッテリセル2の熱と、第一分割空間15Aに位置するバッテリセル2の熱とを、ケース本体5の互いに異なる部位に伝えることができる。したがって、積層された複数のバッテリセル2の放熱性を効果的に向上できる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、ケース本体5の一対の第二側壁13同士を連結する区画壁6が、収納空間11の中央部分において密に配されている。すなわち、中央部分における区画壁6同士の間隔が小さい。このため、衝撃や荷重等の外力がケース本体5の外側から一方の第二側壁13に作用しても、一方の第二側壁13が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。具体的に説明すれば、衝撃等の外力がケース本体5の外側から一方の第二側壁13に作用した際には、当該外力が区画壁6を通して他方の第二側壁13に伝わることで、一方の第二側壁13の変形(特に撓み変形)を抑制できる。したがって、一対の第二側壁13の強度及び剛性を向上できる。特に、積層方向における各第二側壁13の中央部分の強度及び剛性を向上できる。第二側壁13の変形を抑制できることは、第二側壁13の変形に伴ってバッテリセル2がケース本体5内で動いたり、変形したりすることで、蓄電モジュール1の機能(充電や放電)に不具合が生じることを抑制できる点で有効である。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、積層方向における第一側壁12の厚さが、第二直交方向における第一側壁12の両端から中央に向かうにしたがって厚くなる。このため、衝撃や荷重等の外力がケース本体5の外側から第一側壁12に作用しても、第一側壁12が変形する(特に撓み変形する)ことを抑制できる。特に、第一側壁12の外面12aがケース本体5の外側に膨出する円弧状に形成されていることで、ケース本体5の外側からの外力によって第一側壁12が変形することを効果的に抑制できる。
また、充放電や発熱、性能劣化に伴うバッテリセル2の膨張力によって、第一側壁12がケース本体5の内側から押されても、第一側壁12が変形する(特に撓み変形する)ことも抑制できる。具体的に説明すれば、ケース本体5の内側からの力が第一側壁12に作用する場合には、第一側壁12における曲げモーメントが、第二直交方向における第一側壁12の中央部分において最も大きくなる。これに対し、本実施形態の蓄電モジュール1では、第二直交方向における第一側壁12の中央部分を厚く形成することで、第一側壁12の中央部分の断面二次モーメントが大きくなる。これにより、第一側壁12の変形(特に撓み変形)を効果的に抑制できる。
また、積層方向における第一側壁12の厚さが、第二直交方向における第一側壁12の両端部分において薄くなっていることで、第一側壁12の変形を抑制しながら第一側壁12に使用する材料を減らすことができる。これにより、第一側壁12を含む蓄電モジュール1の軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、第二側壁13の外面13aに形成された突起部16が、第二直交方向(第二側壁13の厚さ方向)において区画壁6と重なる。これにより、バッテリセル2において生じた熱を、区画壁6から突起部16に効率よく伝えることができる。突起部16は、第二側壁13の外面13aから突出しているため、突起部16に伝わった熱をケース本体5の外部に効果的に放散することができる。
また、突起部16が第二側壁13の外面13aから突出していることで、第二側壁13が対象物(例えば地面)に衝突する際には、突起部16が第二側壁13よりも先に対象物に接触する。すなわち、第二側壁13が対象物に直接当たることを回避できる。また、突起部16が区画壁6と重なることで、突起部16に作用する衝撃や荷重等の外力を区画壁6に直接伝えることができる。すなわち、突起部16に作用する外力が第二側壁13に伝わることを抑制できる。以上のことから、第二側壁13が、外力によって変形することを抑制できる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、突起部16が筒状のボス部16である。このため、ボス部16内にねじを通すことで、ケース本体5に蓋部7(部品)を固定することができる。したがって、ケース本体5に蓋部7を固定するためのボス部16を、バッテリセル2の放熱や第二側壁13の変形抑制に有効に活用することができる。
また、ケース本体5に蓋部7を固定するためにねじを通すボス部16が、ケース本体5の外面から突出している。このため、ねじを通す孔を第二側壁13に形成する場合と比較して、第二側壁13の剛性を確保しながら、第二側壁13の厚みを小さく抑えることができる。これにより、第二側壁13に使用する材料を減らすことができる。したがって、第二側壁13を含む蓄電モジュール1の軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
また、ケース本体5に蓋部7を固定するためにねじを通すボス部16が、ケース本体5の外面から突出している。このため、ねじを通す孔を第二側壁13に形成する場合と比較して、第二側壁13の剛性を確保しながら、第二側壁13の厚みを小さく抑えることができる。これにより、第二側壁13に使用する材料を減らすことができる。したがって、第二側壁13を含む蓄電モジュール1の軽量化及び製造コストの削減を図ることができる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、ケース本体5を構成する四つの壁部(一対の第一側壁12及び一対の第二側壁13)が一体に形成されている。この構成では、四つの壁部の境界に継ぎ目がないため、ケース本体5の内部に対する水分の侵入箇所を減らすことができる。すなわち、ケース本体5の内部への水分の侵入を防ぐために継ぎ目を塞ぐシール部の数を減らして、バッテリケース3のシール構造の簡素化を図ることができる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、ケース本体5を構成する四つの壁部が一体に形成されていることで、ケース本体5の剛性を向上できる。これにより、衝撃や荷重等の外力がケース本体5の外側からケース本体5の壁部に作用したり、バッテリセル2の膨張に伴ってケース本体5の壁部がケース本体5の内側から押されたりしても、これら壁部が変形することを抑制できる。特に、ケース本体5の開口端部19の変形に伴ってケース本体5と蓋部7との間に隙間が生じる(シール部8が機能しない状態が生じる)ことを効果的に抑制できる。すなわち、バッテリケース3のシール性が損なわれることを効果的に抑制できる。
また、本実施形態の蓄電モジュール1によれば、樹脂からなる把持部21や脚部23などの構造物は、蓋部7に設けられている。これにより、樹脂製の構造物がケース本体5の外面に設けられないため、当該構造物によってバッテリセル2の放熱性が低下することを防止できる。
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
本発明の蓄電モジュールにおいて、区画壁6の数は、例えば二つや四つ以上であってもよい。区画壁6の数が二つである場合には、分割空間15の数が三つとなり、二つの区画壁6の配置により、収納空間11の中央に位置する一つの分割空間15の長さが、収納空間11の両端に位置する二つの分割空間15の長さよりも小さくなる。例えば、三つの分割空間15のうち中央の一つの分割空間15には二つのバッテリセル2が収納され、両端の二つの分割空間15には五つのバッテリセル2が収納されてよい。
1 蓄電モジュール
2 バッテリセル
3 バッテリケース
5 ケース本体
6 区画壁
7 蓋部
11 収納空間
12 第一側壁
12a 第一側壁12の外面
12b 第一側壁12の内面
13 第二側壁
13a 第二側壁13の外面
13b 第二側壁13の内面
15 分割空間
16 突起部、ボス部
21 把持部
22 コネクタ
23 脚部
2 バッテリセル
3 バッテリケース
5 ケース本体
6 区画壁
7 蓋部
11 収納空間
12 第一側壁
12a 第一側壁12の外面
12b 第一側壁12の内面
13 第二側壁
13a 第二側壁13の外面
13b 第二側壁13の内面
15 分割空間
16 突起部、ボス部
21 把持部
22 コネクタ
23 脚部
Claims (5)
- 一方向に積層された複数のバッテリセルと、
前記複数のバッテリセルを収納するバッテリケースと、を備え、
前記バッテリケースが、前記複数のバッテリセルの積層方向に直交する第一直交方向を軸方向とする筒状に形成され、内部が前記複数のバッテリセルを収納する収納空間とされたケース本体と、前記ケース本体の内面に接続されると共に前記積層方向に間隔をあけて配列され、前記収納空間を前記積層方向に並ぶ複数の分割空間に区画する複数の区画壁と、を備え、
前記積層方向における前記分割空間の長さが、前記積層方向における前記収納空間の端から中央に近づくにしたがって小さくなる蓄電モジュール。 - 前記ケース本体が、前記積層方向に間隔をあけて配された一対の第一側壁、及び、前記積層方向及び前記第一直交方向に直交する第二直交方向に間隔をあけて配された一対の第二側壁を有する矩形の筒状に形成され、
各区画壁は、前記第二直交方向に延びて形成され、
前記第二直交方向における各区画壁の両端が、前記一対の第二側壁に接続されている請求項1に記載の蓄電モジュール。 - 前記積層方向において前記ケース本体の外側に向く前記第一側壁の外面は、前記第二直交方向における前記第一側壁の両端から中央に向かうにしたがって前記積層方向において前記ケース本体の外側に向かうように傾斜して形成され、
前記積層方向において前記ケース本体の内側に向く前記第一側壁の内面は、前記積層方向に直交する平坦面に形成されている請求項2に記載の蓄電モジュール。 - 前記第二側壁には、前記ケース本体の外側に向く前記第二側壁の外面から突出する突起部が形成され、
前記突起部は、前記第二直交方向において前記区画壁と重なる請求項2又は請求項3に記載の蓄電モジュール。 - 前記突起部が、前記第一直交方向に延びる筒状のボス部である請求項4に記載の蓄電モジュール。
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