JP7134626B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材と、一対の終端部材同士を連結する連結部材と、を備える蓄電素子に関する。
従来から、複数の電池セルを備えたバッテリーモジュールが知られている(特許文献1参照)。具体的に、バッテリーモジュールは、複数の電池セルと、複数のバスバと、二つの枠体であるフレームと、二つの板ばねと、を有している。
電池セルは、フレーム内に一列に並べられ、積層体を形成する。バスバは、複数の電池セルを電気的に接続する。フレームは、複数の電池セルを一つのユニットとして囲み固定する。具体的に、フレームは、上側に配置される第一フレームと、下側に配置される第二フレームと、を有する。フレームの内側には、積層体が配置される。即ち、積層体は、上面側を積層方向に第一フレームにより拘束されるとともに、下面側を積層方向に第二フレームにより拘束される。板ばねは、第一フレーム及び第二フレームと接続され、積層体の端面とフレームに挟まれるようにして配置される。そして、板ばねは、電池セルの内圧の増加による電池セルの膨張を電池セルの外側から抑圧する。
以上のように構成されるバッテリーモジュールでは、複数の電池セルのうちの一部(例えば一つ)の電池セルに不具合が生じた場合、バスバや、二つの枠体であるフレーム、板ばね等を取り外して全体を分解しなければ電池セルを交換できないため、不具合の生じた電池セルを交換するのは、非常に煩雑である。特に、バスバが電池セルに溶接されている場合には、溶接された複数のバスバのそれぞれを電池セルから取り外さなければならず、不具合の生じた電池セルを交換する作業がより煩雑になる。このため、複数の電池セルを備えるバッテリーモジュールにおいて一部の電池セルに不具合が生じると、バッテリーモジュール全体を交換する場合があった。
特開2017-37789号公報
そこで、本実施形態は、一部の蓄電素子を容易に交換できる蓄電装置を提供することを目的とする。
本実施形態の蓄電装置は、
第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
前記第一方向において前記複数の蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材と、
前記第一方向に延び且つ前記一対の終端部材を連結する連結部材と、
隣り合う二つの蓄電素子の間に配置される中間部材と、を備え、
前記連結部材は、前記第一方向における前記中間部材と対応する位置で分離可能であり、
前記中間部材は、前記第一方向に離間可能で且つ互いに嵌合している第一中間部位と第二中間部位とを有する。
かかる構成によれば、蓄電装置を中間部材の位置において第一中間部位側と第二中間部位側とに分割できるため、複数の蓄電素子のうちの一部の蓄電素子を容易に交換できる。
前記蓄電装置では、
前記第一中間部位は、前記連結部材において前記中間部材と対応する位置から前記第一方向の一方側に分離可能な部位である第一連結部位に固定され、
前記第二中間部位は、前記連結部材において前記中間部材と対応する位置から前記第一方向の他方側に分離可能な部位である第二連結部位に固定されてもよい。
かかる構成によれば、第一連結部位と第二連結部位とが第一中間部位と第二連結部位とに固定されているため、蓄電装置が分割されても、分割位置より第一中間部位側の蓄電素子が終端部材と第一連結部位と第一中間部位とによって保持されると共に、第二中間部位側の蓄電素子が終端部材と第二連結部位と第二中間部位とによって保持される。これにより、分割された蓄電装置のそれぞれの取り扱いが容易になる。
また、前記蓄電装置では、
前記連結部材を前記中間部材に固定する固定部材を備え、
前記第一連結部位と前記第二連結部位とは、前記中間部材と対応する位置において重なり、
前記固定部材は、前記第一連結部位及び前記第二連結部位の前記重なっている部位を前記中間部材に固定してもよい。
このように、第一連結部位と第二連結部位との接続位置において第一連結部位と第二連結部位とを重ねた状態で中間部材に固定することで、連結部材を分離可能な構成としたことによる強度の低下が抑えられる。
以上より、本実施形態によれば、一部の蓄電素子を容易に交換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、前記蓄電装置の一部を省略した状態の分解斜視図である。 図3は、中間部材の第一中間部位の斜視図である。 図4は、前記第一中間部位の斜視図である。 図5は、前記第一中間部位のX軸方向視の図である。 図6は、前記中間部材の第二中間部位の斜視図である。 図7は、前記第二中間部位の斜視図である。 図8は、前記第二中間部位のX軸方向視の図である。 図9は、連結部材とインシュレータとの分解斜視図である。 図10は、第一バスバの構成を説明するための図である。 図11は、前記蓄電装置を分割した状態を示す斜視図である。
以下、本発明の一実施形態について、図1~図11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、複数の蓄電素子10と、隣り合う蓄電素子10の間に配置される中間部材2と、複数の蓄電素子10と中間部材2とを保持する保持部材4と、を備える。この蓄電装置1は、保持部材4を中間部材2に固定する固定部材B1、B2、B3、B4を備える。また、蓄電装置1は、蓄電素子10と隣接する隣接部材3と、複数の蓄電素子10と保持部材4との間に配置されるインシュレータ6と、異なる蓄電素子10同士を導通可能に接続するバスバ8と、を備える。また、本実施形態の蓄電装置1は、バスバ8を中間部材2に固定するための固定部材B5も備える。
複数の蓄電素子10は、所定の方向(第一方向)に並ぶ。これら複数の蓄電素子10のそれぞれは、一次電池、二次電池、キャパシタ等である。本実施形態の蓄電素子10は、充放電可能な非水電解質二次電池である。より具体的には、蓄電素子10は、リチウムイオンの移動に伴って生じる電子移動を利用したリチウムイオン二次電池である。
蓄電素子10は、電極体と、電極体を電解液と共に収容するケース13と、少なくとも一部がケース13の外側に露出する外部端子14と、ケース13の内部において電極体と外部端子14とを接続する集電体と、を備える。
電極体では、正極と負極とがセパレータを介して交互に積層されている。この電極体においてリチウムイオンが正極と負極との間を移動することにより、蓄電素子10が充放電する。
ケース13は、開口を有するケース本体131と、ケース本体131の開口を塞ぐ(閉じる)板状の蓋板132と、を有する。本実施形態のケース本体131は、有底角筒状である。このケース本体131を備えるケース13は、扁平な直方体形状であり、複数の蓄電素子10は、ケース13(ケース本体131)の幅広な面(壁部)を対向させた状態で並んでいる。
以下では、複数の蓄電素子10が並ぶ方向を直交座標系のX軸、ケース本体131の幅狭な一対の面(壁部)が対向する方向を直交座標系のY軸、蓋板132の法線方向を直交座標系のZ軸とする。
中間部材2は、絶縁性を有する。この中間部材2は、X軸方向に離間可能で且つ互いに嵌合している第一中間部位21と第二中間部位22とを有する。本実施形態の中間部材2における第一中間部位21と第二中間部位22とは、凹凸嵌合している。
第一中間部位21は、図3~図5に示すように、Y-Z面(Y軸とZ軸とを含む面)方向に広がる第一本体部211と、第一本体部211に隣接する蓄電素子10の該第一本体部211に対する相対移動を規制する第一規制部212と、を有する。
第一本体部211は、Y-Z面方向に広がる板状の第一基部215と、第一基部215のX軸方向における他方側の面215AからX軸方向の他方側に突出する凸部216と、を有する。この第一本体部211は、X軸方向における一方側の面215Bから突出する複数の凸部217を有し、これら複数の凸部217が第一本体部211と隣り合う蓄電素子10に当接することによって、該蓄電素子10との間に温度調整用の流体(本実施形態の例では空気)が流通可能な流路を形成する。
第一基部215は、蓄電素子10(ケース13)と対応する矩形の板状である。本実施形態の第一基部215は、X軸方向から見てY軸方向に長尺な矩形である(図5参照)。
凸部216は、Y-Z面と交差する方向に広がり且つ第二中間部位22と当接する当接面2160C、2165Cを少なくとも一つ有する。具体的に、凸部216は、第一基部215の他方側の面215Aから突出する第一凸部2160と、第一凸部2160の先端面(突出方向の端面)2160Aから突出する第二凸部2165と、を有する。
第一凸部2160は、第一基部215の他方側の面215Aの中央部に配置される矩形凸部2161と、矩形凸部2161からY-Z面方向に沿って延びる延設凸部2162と、を有する。この第一凸部2160の先端面2160Aは、第一基部215の他方側の面215Aと平行な面である。即ち、矩形凸部2161の第一基部215(他方側の面215A)からの突出寸法と、延設凸部2162の第一基部215(他方側の面215A)からの突出寸法とは、同じである。第一凸部2160において、他方側の面(第一基部215の他方側の面)215Aと先端面2160Aとを繋ぐ面2160Cは、第二中間部位22と当接する当接面である。また、本実施形態の第一凸部2160は、X軸方向の各位置での断面(Y-Z面に沿った断面)形状が相似形で且つ先端側(X軸方向の他方側)に向かうに連れて断面が小さくなる先細り形状である。
矩形凸部2161は、第一基部215と対応する矩形の凸部である。本実施形態の矩形凸部2161は、X軸方向から見てY軸方向に長尺な矩形である(図5参照)。
本実施形態の延設凸部2162は、矩形凸部2161から第一基部215のY軸方向の端縁位置までY軸方向に延びる第一延設凸部2163と、矩形凸部2161から第一基部215のZ軸方向の端縁位置までZ軸方向に延びる第二延設凸部2164と、を含む。第一延設凸部2163のZ軸方向の寸法は、矩形凸部2161のZ軸方向の寸法より小さい。また、第二延設凸部2164のY軸方向の寸法は、矩形凸部2161のY軸方向の寸法より小さい。本実施形態の第一延設凸部2163は、矩形凸部2161のY軸方向の両端からそれぞれ延びている。即ち、第一中間部位21は、二つの第一延設凸部2163を有する。また、第二延設凸部2164は、矩形凸部2161のZ軸方向の両端からそれぞれ延びている。即ち、第一中間部位21は、二つの第二延設凸部2164を有する。
第二凸部2165は、第一凸部2160と同様に、Y-Z面と交差する方向に広がり且つ第二中間部位22と当接する当接面2165Cを少なくとも一つ有する。この第二凸部2165は、第一凸部2160の先端面2160Aの中央部(先端面2160Aにおける矩形凸部2161に相当する領域)に配置される。この第二凸部2165の先端面2165Aは、第一基部215の他方側の面215A及び第一凸部2160の先端面2160Aと平行な面である。第二凸部2165において、第一凸部2160の先端面2160Aと該第二凸部2165の先端面2165Aとを繋ぐ面2165Cは、第二中間部位22と当接する当接面である。第二凸部2165は、矩形凸部2161と対応し且つ矩形凸部2161より小さな矩形の凸部である。本実施形態の第二凸部2165は、X軸方向から見てY軸方向に長尺な矩形である(図5参照)。この第二凸部2165は、X軸方向の各位置での断面(Y-Z面に沿った断面)形状が相似形で且つ先端側(X軸方向の他方側)に向かうに連れて断面が小さくなる先細り形状である。
第一規制部212は、第一本体部211からX軸方向に延び、第一本体部211と隣接する蓄電素子10(詳しくはケース13)とY-Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第一本体部211に対するY-Z面方向への相対移動を規制する。本実施形態の第一規制部212は、第一本体部211からX軸方向の一方側に向けて延びている。
また、第一中間部位21は、Y軸方向の両端に、ボルト等の固定部材が係止される被固定部材IN1を有する。本実施形態の被固定部材IN1は、インサートナットである。このインサートナットIN1は、第一中間部位21のY軸方向の両端に埋め込まれている。詳しくは、インサートナットIN1は、第一延設凸部2163のY軸方向の端面側から固定部材を係止させることができるように、第一延設凸部2163のY軸方向の端部に埋め込まれている。本実施形態の第一中間部位21では、Y軸方向の各端部に、二つのインサートナットIN1がZ軸方向に間隔をあけて配置されている。
第二中間部位22は、図6~図8に示すように、Y-Z面方向に広がる第二本体部221と、第二本体部221に隣接する蓄電素子10の該第二本体部221に対する相対移動を規制する第二規制部222と、を有する。
第二本体部221は、Y-Z面方向に広がる板状の第二基部225と、第二基部225のX軸方向における一方側の面225AからX軸方向の他方側に凹む凹部226と、を有する。この第二本体部221は、X軸方向における他方側の面225Bから突出する複数の凸部227を有し、これら複数の凸部227が第二本体部221と隣り合う蓄電素子10に当接することによって、該蓄電素子10との間に温度調整用の流体(本実施形態の例では空気)が流通可能な流路を形成する。
第二基部225は、蓄電素子10(ケース13)と対応する矩形の板状である。本実施形態の第二基部225は、X軸方向から見て第一基部215同じ形状、即ち、Y軸方向に長尺な矩形である(図8参照)。
凹部226は、Y-Z面と交差する方向に広がり且つ第一中間部位21と当接する当接面2260C、2265Cを少なくとも一つ有する。この凹部226には、第一中間部位21の凸部216が嵌り込む。即ち、第二中間部位22の凹部226は、第一中間部位21の凸部216と対応する形状(凹凸嵌合可能な形状)を有し、第二中間部位22の凹部226と第一中間部位21の凸部216とは、嵌合している。具体的に、凹部226は、第二基部225の一方側の面225Aから凹む第一凹部2260と、第一凹部2260の底面(凹み方向の端面)2260Aから凹む第二凹部2265と、を有する。
第一凹部2260は、第二基部225の一方側の面225Aの中央部に配置される矩形凹部2261と、矩形凹部2261からY-Z面方向に沿って延びる延設凹部2262と、を有する。この第一凹部2260の底面2260Aは、第二基部225の一方側の面225Aと平行な面である。即ち、矩形凹部2261における第二基部225の一方側の面225Aからの凹み寸法と、延設凹部2262における第二基部225の一方側の面225Aからの凹み寸法とは、同じである。第一凹部2260において、一方側の面(第二基部225の一方側の面)225Aと底面2260Aとを繋ぐ面2260Cは、第一中間部位21(詳しくは、第一凸部2160の面2160C)と当接する当接面である。また、本実施形態の第一凹部2260は、X軸方向の各位置での壁面形状(Y-Z面における壁面形状)が相似形で且つ底面2260A側(X軸方向の他方側)に向かうに連れて前記壁面形状が小さくなる形状である。
矩形凹部2261は、第二基部225と対応する矩形の凹部である。本実施形態の矩形凹部2261は、X軸方向から見てY軸方向に長尺な矩形である(図8参照)。この矩形凹部2261は、第一中間部位21の第一凸部2160の矩形凸部2161と嵌合する。
本実施形態の延設凹部2262は、矩形凹部2261から第二基部225のY軸方向の端縁位置までY軸方向に延びる第一延設凹部2263と、矩形凹部2261から第二基部225のZ軸方向の端縁位置までZ軸方向に延びる第二延設凹部2264と、を含む。第一延設凹部2263のZ軸方向の寸法は、矩形凹部2261のZ軸方向の寸法より小さい。また、第二延設凹部2264のY軸方向の寸法は、矩形凹部2261のY軸方向の寸法より小さい。本実施形態の第一延設凹部2263は、矩形凹部2261のY軸方向の両端からそれぞれ延びている。即ち、第二中間部位22は、二つの第一延設凹部2263を有する。また、第二延設凹部2264は、矩形凹部2261のZ軸方向の両端からそれぞれ延びている。即ち、第二中間部位22は、二つの第二延設凹部2264を有する。各第一延設凹部2263は、第一中間部位21の第一凸部2160の対応する第一延設凸部2163とそれぞれ嵌合し、各第二延設凹部2264は、第一中間部位21の第一凸部2160の対応する第二延設凸部2164とそれぞれ嵌合する。
第二凹部2265は、第一凹部2260と同様に、Y-Z面と交差する方向に広がり且つ第一中間部位21と当接する当接面2265Cを少なくとも一つ有する。この第二凹部2265は、第一凹部2260の底面2260Aの中央部(底面2260Aにおける矩形凹部2261に相当する領域)に配置される。この第二凹部2265の底面2265Aは、第二基部225の一方側の面225A及び第一凹部2260の底面2260Aと平行な面である。第二凹部2265において、第一凹部2260の底面2260Aと該第二凹部2265の底面2265Aとを繋ぐ面2265Cは、第一中間部位21と当接する当接面である。第二凹部2265は、矩形凹部2261と対応し且つ矩形凹部2261より小さな矩形の凹部である。本実施形態の第二凹部2265は、X軸方向から見てY軸方向に長尺な矩形である(図8参照)。この第二凹部2265は、X軸方向の各位置での壁面形状(Y-Z面における壁面形状)が相似形で且つ底面2265A側(X軸方向の他方側)に向かうに連れて前記壁面形状が小さくなる形状である。この第二凹部2265は、第一中間部位21の第二凸部2165と嵌合する。
第二規制部222は、第二本体部221からX軸方向に延び、第二本体部221と隣接する蓄電素子10(詳しくはケース13)とY-Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第二本体部221に対するY-Z面方向への相対移動を規制する。本実施形態の第二規制部222は、第二本体部221からX軸方向の他方側に向けて延びている。
また、第二中間部位22は、Y軸方向の両端に、ボルト等の固定部材が係止される被固定部材IN2、IN3、IN4を有する。また、第二中間部位22は、Z軸方向の一端にも、被固定部材IN5を有する。本実施形態の被固定部材IN2、IN3、IN4、IN5は、インサートナットである。インサートナットIN2、IN3、IN4は、第二中間部位22のY軸方向の両端に埋め込まれ、インサートナットIN5は、第二中間部位22のZ軸方向の一方の端(図6における上端)に埋め込まれている。
インサートナットIN2は、第二中間部位22のY軸方向の端面側からボルト(固定部材)B4(図11参照)を係止させることができるように、第二中間部位22のY軸方向の端部に埋め込まれている。本実施形態の第二中間部位22では、Y軸方向の各端部(詳しくは、Z軸方向における第一延設凹部2263と対応する位置)において、二つのインサートナットIN2がZ軸方向に間隔をあけて配置されている。インサートナットIN3は、第二中間部位22のY軸方向の各端部において、二つのインサートナットIN2をZ軸方向に挟むように二つ配置されている。また、インサートナットIN4は、第二中間部位22のY軸方向の各端部において、二つのインサートナットIN3をZ軸方向に挟むように二つ配置されている。インサートナットIN5は、第二中間部位22のZ軸方向の一方の端におけるY軸方向の端部に配置されている。具体的に、インサートナットIN5は、中間部材2を跨ぐように配置されるバスバ8(第一バスバ81)とZ軸方向から見て重なる位置に配置されている。
図1及び図2に戻り、隣接部材3は、X軸方向に並ぶ二つの蓄電素子10の間、又は蓄電素子10と該蓄電素子10に対してX軸方向に並ぶ部材(本実施形態の例では、保持部材4の一部)との間に配置される。この隣接部材3は、複数種の隣接部材を含む。本実施形態の隣接部材3は、X軸方向の途中位置にある蓄電素子10と隣接する中間隣接部材31と、X軸方向において最も端にある蓄電素子10の外側で該蓄電素子10と隣接する終端隣接部材32と、を含む。中間隣接部材31は、中間部材2の配置されていない位置において、隣り合う二つの蓄電素子10間のそれぞれに配置されている。即ち、蓄電装置1は、複数の中間隣接部材31を有する。また、終端隣接部材32は、X軸方向の最も端に配置された蓄電素子10の外側のそれぞれに配置されている。即ち、蓄電装置1は、一対の終端隣接部材32を有する。
複数の中間隣接部材31のそれぞれは、絶縁性を有し、X軸方向に隣り合う二つの蓄電素子10の間に配置される。これら複数の中間隣接部材31のそれぞれは、X軸方向に隣り合う二つの蓄電素子10の間に位置する板状の第三本体部311と、第三本体部311に隣接する蓄電素子10の該第三本体部311に対する移動を規制する第三規制部312と、を有する。
第三本体部311は、蓄電素子10のケース13の幅広面と対向する部位であり、Y-Z面方向に広がる。本実施形態の第三本体部311は、隣接する蓄電素子10との間に温度調整用の流体(本実施形態の例では空気)が流通可能な流路を形成する。
第三規制部312は、第三本体部311からX軸方向に延び、第三本体部311と隣接する蓄電素子10(詳しくはケース13)とY-Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第三本体部311に対するY-Z面方向への相対移動を規制する。本実施形態の第三規制部312は、第三本体部311からX軸方向の両側に向けてそれぞれ延びている。
一対の終端隣接部材32のそれぞれは、絶縁性を有し、X軸方向に隣り合う蓄電素子10と保持部材4(終端部材41)との間に配置される。これら一対の終端隣接部材32のそれぞれは、蓄電素子10及び保持部材4との間において蓄電素子10と隣接する第四本体部321と、第四本体部321に対する蓄電素子10の移動を規制する第四規制部322と、を有する。
第四本体部321は、X軸方向の端部に配置された蓄電素子10のケース13における幅広面と対向する部位であり、Y-Z面方向に広がる。本実施形態の第四本体部321は、隣接する蓄電素子10との間に温度調整用の流体(本実施形態の例では空気)が流通可能な流路を形成する。
第四規制部322は、第四本体部321からX軸方向に延び、第四本体部321と隣接する蓄電素子10(詳しくはケース13)とY-Z面方向の外側から当接することによって該蓄電素子10の第四本体部321に対するY-Z面方向への相対移動を規制する。本実施形態の第四規制部322は、第四本体部321から蓄電素子10の配置されている側に向けて延びている。
保持部材4は、複数の蓄電素子10と中間部材2と複数の隣接部材3との周囲を囲むことで、これら複数の蓄電素子10、中間部材2、及び複数の隣接部材3をひとまとめに保持する。この保持部材4は、金属等の導電性を有する部材によって構成される。具体的に、保持部材4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終端部材41と、X軸方向に延び且つ一対の終端部材41を連結する連結部材45と、を有する。
一対の終端部材41のそれぞれは、X軸方向の端に配置された蓄電素子10との間に終端隣接部材32を挟み込むように配置される。この終端部材41は、Y-Z面方向に広がる。具体的に、終端部材41は、蓄電素子10と対応する輪郭(本実施形態では矩形状の輪郭)を有する本体411と、本体411から終端隣接部材32(第四本体部321)に向けて突出し且つ該終端隣接部材32に当接して該終端隣接部材32を押圧する圧接部412と、を有する。
連結部材45は、図9にも示すように、X軸方向において複数の部位(本実施形態の例では二つ)に分離(分割)可能である。本実施形態の連結部材45は、X軸方向における中間部材2と対応する位置において分離可能である。この連結部材45において、中間部材2と対応する位置からX軸方向の一方側(図1における前方側)に分離可能な部位が第一連結部位46であり、中間部材2と対応する位置からX軸方向の他方側(図1における後方側)に分離可能な部位が第二連結部位47である。本実施形態の連結部材45は、Y軸方向における蓄電素子10の両側に配置される。即ち、保持部材4は、一対の連結部材45を有する。
第一連結部位46は、X軸方向に延び且つZ軸方向に間隔をあけて配置される一対の第一梁部461と、一対の第一梁部461の一方側(第二連結部位47と反対側)の端部同士を連結する第一外側連結部462と、一対の第一梁部461の他方側(第二連結部位47側)の端部同士を連結する第一内側連結部463と、X軸方向における途中位置において一対の第一梁部461同士を連結する少なくとも一つの第一中間連結部464と、を有する。この第一連結部位46において、各第一梁部461の他方側の端部と第一内側連結部463とは、第二連結部位47との接続部(第一接続部)460を構成する。
第一接続部460は、第二連結部位47(詳しくは、X軸方向の一方側の端部)と重なる部位である。具体的に、第一接続部460は、Y-Z面方向に広がり且つZ軸方向に長尺な第一部位460Aと、第一部位460AのZ軸方向の両端からY軸方向の内側(中間部材2側)に向けて延びる一対の第二部位460Bと、を有する。
第一部位460Aは、複数の貫通孔4601、4602、4603を有する。本実施形態の第一部位460Aには、Z軸方向に間隔をあけた二つの貫通孔を一組として、三つの貫通孔の組(第一貫通孔4601の組、第二貫通孔4602の組、第三貫通孔4603の組)が配置されている。
第一貫通孔4601は、第一中間部位21のインサートナット(被固定部材)IN1と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第一連結部位46を第一中間部位21に固定するのに用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B1が第一貫通孔4601に挿通された状態で該ボルトB1が第一中間部位21のインサートナットIN1にねじ込まれることによって、第一連結部位46が第一中間部位21に固定される(図11参照)。
第二貫通孔4602は、第二中間部位22のインサートナット(被固定部材)IN3と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第一連結部位46と第二連結部位47との接続に用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B2が、第二貫通孔4602、及び第一接続部460と重なった状態の第二連結部位47(第二接続部470)の第五貫通孔4702のそれぞれに挿通された状態で、中間部材2のねじ穴(本実施形態の例では、第二中間部位22のインサートナットIN3)にねじ込まれることによって、第一連結部位46と第二連結部位47とが接続される(図1参照)。また、本実施形態の蓄電装置1では、ボルトB2の前記ねじ込みにより、連結部材45(第一連結部位46及び第二連結部位47)が中間部材2に固定される。
第三貫通孔4603は、第二中間部位22のインサートナット(被固定部材)IN4と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第一連結部位46と第二連結部位47との接続に用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B3が、第三貫通孔4603、及び第一接続部460と重なった状態の第二連結部位47(第二接続部470)の第六貫通孔4703のそれぞれに挿通された状態で、中間部材2のねじ穴(本実施形態の例では、第二中間部位22のインサートナットIN4)にねじ込まれることによって、第一連結部位46と第二連結部位47とが接続される(図1参照)。また、本実施形態の蓄電装置1では、ボルトB3の前記ねじ込みにより、連結部材45(第一連結部位46及び第二連結部位47)が中間部材2に固定される。
本実施形態の第一連結部位46では、Z軸方向において、最も内側に第一貫通孔4601の組が配置され、第一貫通孔4601の組の外側に該第一貫通孔4601の組を間に挟むように第二貫通孔4602の組が配置され、第二貫通孔4602の組の外側に該第二貫通孔4602の組を間に挟むように第三貫通孔4603の組が配置されている。
第二連結部位47は、X軸方向に延び且つZ軸方向に間隔をあけて配置される一対の第二梁部471と、一対の第二梁部471の他方側(第一連結部位46と反対側)の端部同士を連結する第二外側連結部472と、一対の第二梁部471の一方側(第一連結部位46側)の端部同士を連結する第二内側連結部473と、X軸方向における途中位置において一対の第二梁部471同士を連結する少なくとも一つの第二中間連結部474と、を有する。この第二連結部位47において、各第二梁部471の一方側の端部と第二内側連結部473とは、第一連結部位46との接続部(第二接続部)470を構成する。
第二接続部470は、第一連結部位46(詳しくは、X軸方向の他方側の端部(第一接続部460))と重なる部位である。具体的に、第二接続部470は、Y-Z面方向に広がり且つZ軸方向に長尺な第三部位470Aと、第三部位470AのZ軸方向の両端からY軸方向の内側(中間部材2側)に向けて延びる一対の第四部位470Bと、を有する。
第三部位470Aは、複数の貫通孔4701、4702、4703を有する。本実施形態の第三部位470Aには、Z軸方向に間隔をあけた二つの貫通孔を一組として、三つの貫通孔の組(第四貫通孔4701の組、第五貫通孔4702の組、第六貫通孔4703の組)が配置されている。
第四貫通孔4701は、第二中間部位22のインサートナット(被固定部材)IN2と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第二連結部位47を第二中間部位22に固定するのに用いられる。詳しくは、ボルトB4が第四貫通孔4701に挿通された状態で該ボルトB4が第二中間部位22のインサートナットIN2にねじ込まれることによって、第二連結部位47が第二中間部位22に固定される(図11参照)。
第五貫通孔4702は、第二中間部位22のインサートナットIN3及び第一連結部位46の第二貫通孔4602と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第一連結部位46と第二連結部位47との接続に用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B2が、第五貫通孔4702、及び第二接続部470と重なった状態の第一連結部位46(第一接続部460)の第二貫通孔4602のそれぞれに挿通された状態で、中間部材2のねじ穴(本実施形態の例では、第二中間部位22のインサートナットIN3)にねじ込まれることによって、第一連結部位46と第二連結部位47とが接続される(図1参照)。また、本実施形態の蓄電装置1では、ボルトB2の前記ねじ込みにより、連結部材45(第一連結部位46及び第二連結部位47)が中間部材2に固定される。
第六貫通孔4703は、第二中間部位22のインサートナットIN4及び第一連結部位46の第三貫通孔4603と対応する位置(Y軸方向から見て重なる位置)に配置され、第一連結部位46と第二連結部位47との接続に用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B3が、第六貫通孔4703、及び第二接続部470と重なった状態の第一連結部位46(第一接続部460)の第三貫通孔4603のそれぞれに挿通された状態で、中間部材2のねじ穴(本実施形態の例では、第二中間部位22のインサートナットIN4)にねじ込まれることによって、第一連結部位46と第二連結部位47とが接続される(図1参照)。また、本実施形態の蓄電装置1では、ボルトB3の前記ねじ込みにより、連結部材45(第一連結部位46及び第二連結部位47)が中間部材2に固定される。
本実施形態の第二連結部位47では、Z軸方向において、最も内側に第四貫通孔4701の組が配置され、第四貫通孔4701の組の外側に該第四貫通孔4701の組を間に挟むように第五貫通孔4702の組が配置され、第五貫通孔4702の組の外側に該第五貫通孔4702の組を間に挟むように第六貫通孔4703の組が配置されている。また、第五貫通孔4702は、第一連結部位46の第二貫通孔4602とY軸方向から見て重なる位置に配置され、第六貫通孔4703は、第一連結部位46の第三貫通孔4603とY軸方向から見て重なる位置に配置されている。
インシュレータ6は、絶縁性を有し、連結部材45と複数の蓄電素子10との間に配置される。このインシュレータ6は、連結部材45における少なくとも複数の蓄電素子10と対向する領域を覆う。これにより、インシュレータ6は、連結部材45と、複数の蓄電素子10との間を絶縁する。本実施形態のインシュレータ6は、第一連結部位46における少なくとも複数の蓄電素子10と対向する領域を覆う第一インシュレータ61と、第二連結部位47における少なくとも複数の蓄電素子10と対向する領域を覆う第二インシュレータ62と、を有する。
バスバ8は、金属等の導電性を有する部材である。バスバ8は、蓄電素子10の外部端子14同士を導通させる。バスバ8は、蓄電装置1において複数(複数の蓄電素子10と対応する数)設けられる。本実施形態の複数のバスバ8は、蓄電装置1に含まれる複数の蓄電素子10の全てを直列に接続する(導通させる)。このバスバ8は、複数種のバスバを含む。本実施形態のバスバ8は、中間部材2を介して隣り合う蓄電素子10の外部端子14同士を導通させる(即ち、中間部材2を跨いで接続する)第一バスバ81と、中間隣接部材31を介して隣り合う蓄電素子10の外部端子14同士を導通させる(即ち、中間隣接部材31を跨いで接続する)第二バスバ82と、を有する。本実施形態の蓄電装置1は、一つの第一バスバ81と、複数(複数の蓄電素子10と対応する数)の第二バスバ82と、を有する。
第一バスバ81は、図10にも示すように、中間部材2の一方側(第一中間部位21側)において該中間部材2と隣接する蓄電素子10(以下、「一方の蓄電素子10A」と称する。)の外部端子14に接続される第一部材85と、中間部材2の他方側(第二中間部位22側)において該中間部材2と隣接する蓄電素子10(以下、「他方の蓄電素子10B」と称する。)の外部端子14に接続され且つその一部が第一部材85と重なる第二部材86と、を有する。
第一部材85は、一方の蓄電素子10Aの外部端子14から中間部材2まで延びるX-Y面(X軸とY軸とを含む面)に沿った板状である。この第一部材85は、第二中間部位22のインサートナットIN5と重なる位置に貫通孔851を有する。
第二部材86は、他方の蓄電素子10Bの外部端子14から中間部材2まで延びるX-Y面に沿った板状である。この第二部材86の中間部材2側の部位は、第一部材85と重なっている。また、第二部材86は、第二中間部位22のインサートナットIN5及び第一部材85の貫通孔851と重なる位置に貫通孔861を有する。
これら第一部材85の貫通孔851と第二部材86の貫通孔861とは、第一部材85と第二部材86との接続に用いられる。詳しくは、ボルト(固定部材)B5が、第一部材85の貫通孔851、及び第二部材86の貫通孔861のそれぞれに挿通された状態で、中間部材2のねじ穴(本実施形態の例では、第二中間部位22のインサートナットIN5)にねじ込まれることによって、第一部材85と第二部材86とが導通可能に接続される。また、本実施形態の蓄電装置1では、ボルトB5の前記ねじ込みにより、第一バスバ81(第一部材85及び第二部材86)が中間部材2(第二中間部位22)に固定される。
複数の第二バスバ82のそれぞれは、X軸方向に延びるX―Y面に沿った板状である。この第二バスバ82は、X軸方向に隣り合う二つの蓄電素子10のうちの一方の蓄電素子10の外部端子14から他方の蓄電素子10の外部端子14まで延びる。
以上の蓄電装置1によれば、蓄電装置1を中間部材2の位置において第一中間部位21側と第二中間部位22側とに分割できるため、複数の蓄電素子10のうちの一部の蓄電素子10を容易に交換できる。具体的に、蓄電装置1は、ボルトB2、B3、B5が取り外されることにより、図11に示すように複数(図11の例では二つ)の部位(以下、「ブロック」と称することもある。)BL1、BL2に分割できる。これにより、一部の蓄電素子10に不具合が生じたときに、不具合が生じた蓄電素子10の交換が容易に行われる。即ち、蓄電装置1の全体(複数の蓄電素子10の全て)を交換しなくてもよい。
このとき、第一中間部位21が第一連結部位46に固定され、第二中間部位22が第二連結部位47に固定されているため、分割位置より第一中間部位21側の複数の蓄電素子10が終端部材41と第一連結部位46と第一中間部位21とによって保持されるとともに、第二中間部位22側の複数の蓄電素子10も終端部材41と第二連結部位47と第二中間部位22とによって保持されている。このため、分割された蓄電装置1の各ブロックBL1、BL2の取り扱いが容易になる。即ち、蓄電装置1が中間部材2の位置で分割されても、複数の蓄電素子10がばらばらにならずに、各ブロックBL1、BL2を取り扱うことができる。
また、第一中間部位21と第二中間部位22とが凹凸嵌合しているため、蓄電装置1におけるX軸方向の途中(中間)位置へのY-Z面方向に沿った力が加わったときの強度が確保される。即ち、中間部材2の一方の部材(第一中間部位21)の一部が他方の部材(第二中間部位22)に入り込むように両部材21、22が嵌合することで、蓄電装置1における該嵌合位置での折れ曲がりを防ぐことができる。
また、本実施形態の蓄電装置1では、第一連結部位46と第二連結部位47とが中間部材2と対応する位置において重なり、ボルトB2、B3が、第一連結部位46及び第二連結部位47の重なっている部位(第一接続部460及び第二接続部470)を中間部材2に固定している。このように、第一連結部位46と第二連結部位47との接続位置において第一連結部位46(第一接続部460)と第二連結部位47(第二接続部470)とが重ねられた状態で中間部材2に固定されることで、連結部材45を分離可能な構成としたことによる強度の低下が抑えられる。
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、二つのブロックBL1、BL2に分割(分離)可能であるが、この構成に限定されない。蓄電装置1は、三つ以上のブロックBL1、BL2、BL3、…に分割(分離)可能に構成されてもよい。この場合、分割位置のそれぞれに中間部材2が配置されることが好ましい。
上記実施形態の蓄電装置1では、複数のブロックBL1、BL2のそれぞれに複数の蓄電素子10が配置(保持)されているが、この構成に限定されない。各ブロックBL1、BL2には、少なくとも一つの蓄電素子10が配置(保持)されていればよい。
上記実施形態の第一中間部位21と第二中間部位22とには、それぞれ、一つの凸部216又は一つの凹部226が配置されているが、この構成に限定されない。第一中間部位21と第二中間部位22とのそれぞれに、複数の凸部又は複数の凹部が配置されてもよい。この場合、一方の中間部位21、22に配置された複数の凸部のそれぞれが、他方の中間部位22、21に配置された対応する凹部のそれぞれと嵌合する。
また、第一中間部位21と第二中間部位22とのそれぞれに、凸部と凹部の両方が配置されてもよい。例えば具体的には、第一中間部位21に凹部と凸部とが配置され、第二中間部位22に、第一中間部位21の凹部と対応(嵌合)する凸部と、第一中間部位21の凸部と対応(嵌合)する凹部とが配置される。
上記実施形態の第一中間部位21では、凸部216が、第一凸部2160と、該第一凸部2160から突出する第二凸部2165と、を有する二段構成であるが、この構成に限定されない。凸部216は、一段構成でもよく、三段以上の構成でもよい。この場合も、第二中間部位22の凹部226は、一段又は多段構成の凸部216の各段(各段を構成する凸部のそれぞれ)と嵌合する形状を有することが好ましい。
上記実施形態の蓄電装置1では、連結部材45の接続部位(第一連結部位46の第一接続部460と第二連結部位47の第二接続部470が重なっている部位)が、Y軸方向の端面側から中間部材2に固定されているが、この構成に限定されない。前記接続部位は、Z軸方向の端面側から中間部材2に固定されてもよい。また、前記接続部位は、例えば、第一接続部460の第二部位460Bと第二接続部470の第四部位470BとをY軸方向に延ばすことにより、Y軸方向の端面側とZ軸方向の端面側との両側から中間部材2に固定されてもよい。かかる構成によれば、例えば、蓄電装置1の前記接続部位及びその近傍に加わるY軸方向やZ軸方向からの力に対する強度がより向上する。
また、上記実施形態においては、蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)として用いられる場合について説明したが、蓄電素子の種類や大きさ(容量)は任意である。また、上記実施形態において、蓄電素子の一例として、リチウムイオン二次電池について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタの蓄電素子にも適用可能である。
1…蓄電装置、10…蓄電素子、10A…一方側の蓄電素子、10B…他方側の蓄電素子、13…ケース、131…ケース本体、132…蓋板、14…外部端子、2…中間部材、21…第一中間部位(中間部位)、211…第一本体部、212…第一規制部、215…第一基部、215A…第一基部の他方側の面、215B…第一基部の一方側の面、216…凸部、2160…第一凸部、2160A…先端面、2160C…当接面、2161…矩形凸部、2161C…当接面、2162…延設凸部、2163…第一延設凸部、2164…第二延設凸部、2165…第二凸部、2165A…先端面、2165C…当接面、217…凸部、22…第二中間部位(中間部位)、221…第二本体部、222…第二規制部、225…第二基部、225A…第二基部の一方側の面、225B…第二基部の他方側の面、226…凹部、2260…第一凹部、2260A…底面、2260C…当接面、2261…矩形凹部、2262…延設凹部、2263…第一延設凹部、2264…第二延設凹部、2265…第二凹部、2265A…底面、2265C…当接面、227…凸部、3…隣接部材、31…中間隣接部材、311…第三本体部、312…第三規制部、32…終端隣接部材、321…第四本体部、322…第四規制部、4…保持部材、41…終端部材、411…本体、412…圧接部、45…連結部材、46…第一連結部位、460…第一接続部、460A…第一部位、460B…第二部位、4601…第一貫通孔、4602…第二貫通孔、4603…第三貫通孔、461…第一梁部、462…第一外側連結部、463…第一内側連結部、464…第一中間連結部、47…第二連結部位、470…第二接続部、470A…第三部位、470B…第四部位、4701…第四貫通孔、4702…第五貫通孔、4703…第六貫通孔、471…第二梁部、472…第二外側連結部、473…第二内側連結部、474…第二中間連結部、6…インシュレータ、61…第一インシュレータ、62…第二インシュレータ、8…バスバ、81…第一バスバ、85…第一部材、851…貫通孔、86…第二部材、861…貫通孔、82…第二バスバ、B1、B2、B3、B4、B5…ボルト(固定部材)、BL1、BL2…ブロック、IN1、IN2、IN3、IN4、IN5…インサートナット(被固定部材)

Claims (2)

  1. 第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    前記第一方向において前記複数の蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材と、
    前記第一方向に延び且つ前記一対の終端部材を連結する連結部材と、
    隣り合う二つの蓄電素子の間のうちの少なくとも一つの間に配置されると共に、前記第一方向に離間可能で且つ互いに嵌合している第一中間部位と第二中間部位とを有する中間部材と、
    前記連結部材を前記中間部材に固定する固定部材と、を備え、
    前記連結部材は、前記第一方向における前記中間部材と対応する位置で分離可能であり、
    前記第一中間部位は、前記連結部材において前記中間部材と対応する位置から前記第一方向の一方側に分離可能な部位である第一連結部位に固定され、
    前記第二中間部位は、前記連結部材において前記中間部材と対応する位置から前記第一方向の他方側に分離可能な部位である第二連結部位に固定され、
    前記第一連結部位と前記第二連結部位とは、前記中間部材と対応する位置において重なり、
    前記固定部材は、前記第一連結部位及び前記第二連結部位の前記重なっている部位を前記中間部材に固定する、蓄電装置。
  2. 第一方向に並ぶ複数の蓄電素子と、
    前記第一方向において前記複数の蓄電素子の両側に配置される一対の終端部材と、
    前記第一方向に延び且つ前記一対の終端部材を連結する連結部材と、
    隣り合う二つの蓄電素子の間のうちの少なくとも一つの間に配置されると共に、前記第一方向に離間可能で且つ互いに嵌合している第一中間部位と第二中間部位とを有する中間部材と、を備え、
    前記連結部材は、前記第一方向における前記中間部材と対応する位置で分離可能であり、
    前記第一中間部位及び前記第二中間部位のそれぞれは、隣り合う蓄電素子と対向する面に複数の凸部を有し、これら複数の凸部が前記隣り合う蓄電素子と当接することによって該蓄電素子との間に温度調整用の流体が流通可能な流路を形成する、蓄電装置。
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