JP7267129B2 - 蓄電モジュール - Google Patents
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Description
(1)矩形状の天板および底板と、前記天板および前記底板を連結する対向配置された矩形状の2枚の側板とを有するセル収納体と、
前記セル収納体内に配置され、前記2枚の側板間を繋ぐ仕切り板によって隔てられた複数のセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記2枚の側板の外面からそれぞれ張り出して形成された板状のフランジ部とを有し、
前記フランジ部を設置部位に固定することによって前記設置部位に固定される、蓄電モジュール。
前記セル収納体内に配置されたセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記2枚の側板の外面からそれぞれ張り出して形成された板状のフランジ部とを有し、
前記天板および前記底板と前記2枚の側板との結合部は、それぞれ前記側板の内壁面の延在面よりも外側に設けられ、
前記フランジ部を設置部位に固定することによって前記設置部位に固定される、蓄電モジュール。
(4)前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品である、(1)~(3)のいずれかに記載の蓄電モジュール。
(6)前記シート状の弾性部材が、弾性体または膨張性を有する構造体と、前記弾性体または膨張性を有する構造体が収容される収容袋とを有し、前記収容袋が、金属箔複合ラミネートフィルムで形成されている、(5)に記載の蓄電モジュール。
(8)前記セル収納体が、前記天板および前記底板と前記2枚の側板とに囲まれた2つの開口部を有し、
前記2つの開口部のうちの一方の近傍に、前記冷媒流路に前記冷媒を注入する注入口と、前記冷媒流路を通過した前記冷媒を排出する排出口とが設けられ、
前記2つの開口部のうち、前記注入口および前記排出口から遠い方の開口部に、前記蓄電セルの正極端子および負極端子が配置されている、(7)に記載の蓄電モジュール。
(10)前記天板と前記底板との間に、複数の前記蓄電セルが積層して配置されている、(1)~(9)のいずれかに記載の蓄電モジュール。
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電モジュールを示す斜視図である。図2は、図1に示す蓄電モジュールをA-A線に沿って切断した断面図である。図3は、図1に示す蓄電モジュールのセル収納体のみを示す斜視図である。図4は、図1に示す蓄電モジュールのセル収納空間内に蓄電セルおよび弾性部材を収納する様子を説明する図である。
本実施形態では、フランジ部25を蓄電モジュール1の設置部位(不図示)に固定することによって、蓄電モジュール1が設置されるべき設置部位に固定されている。
セル収納体2の天板21および底板22と2枚の側板23、23との結合部は、図2および図3に示すように、所定の曲率で湾曲する1つの曲面で形成されている。
また、フランジ部25、25と、仕切り板26とは、セル収納体2の高さ方向の位置が、図2に示すように異なっていてもよいし、同じとされていてもよい。
図3に示すように、注入口51cおよび排出口51dは、天板21におけるセル収納体2の長さ方向(D2方向)において、冷媒の流れる方向が同じ冷媒流路51b同士が合流している側(図3において手前側)の端部近傍に設けられている。
図1および図2に示すように、天板21と底板22との間には、複数の蓄電セル3が積層して配置されている。本実施形態では、セル収納体2の2つのセル収納空間27、27内に、蓄電セル3が収納されている。各セル収納空間27内には、複数(本実施形態では6つ)の蓄電セル3が収納されている。したがって、セル収納体2内には、合計12個の蓄電セル3が、2つのセル収納空間27に分散されて収納されている。
ラミネートフィルムとしては、金属箔と樹脂フィルムとが接着された金属箔複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。金属箔複合ラミネートフィルムとしては、公知のものを用いることができる。例えば、金属箔として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、ニッケル合金などの金属からなるものを用いることができる。樹脂フィルムとして、ポリエチレン、エチレンビニルアセテート、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなるものを用いることができる。
なお、セル収納体2内の全ての蓄電セル3は、直列接続されていてもよいし、並列接続されていてもよい。
本実施形態の蓄電モジュール1においては、図1および図4に示すように、各セル収納空間27、27内に、複数の蓄電セル3(本実施形態では6つ)とともに、シート状の弾性部材4が1枚ずつ収納されている。弾性部材4は、隣接する蓄電セル3、3の間に配置されていることが好ましい。本実施形態では、弾性部材4は、各セル収納空間27内に収納された6つの蓄電セル3を2つずつに仕切るように、中央の蓄電セル3、3の間に配置されている。
弾性部材4に用いられる弾性体としては、例えば、ゴムや樹脂などからなる発泡体を使用できる。発泡体は、発泡倍率を適宜設定することにより、蓄電セル3に対する押し付け力および蓄電セル3の膨張力の吸収具合を容易に調整可能である。また、弾性部材4として発泡体を使用することにより、蓄電モジュール1の更なる軽量化、低コスト化も可能である。
具体的な膨潤性樹脂としては、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、シリコーン樹脂などの樹脂が例示される。
具体的な樹脂繊維集合体としては、ポリオレフィン系樹脂繊維および/またはフェノール樹脂繊維などからなる不織布の積層体が例示される。ポリオレフィン系樹脂繊維としては、ポリプロピレン繊維などを用いることができる。樹脂繊維集合体として、フェノール樹脂繊維を用いた場合、弾性部材4が耐熱性に優れるものとなるため、好ましい。
弾性部材4として、液体を含浸することにより膨潤する構造体が収容袋に収容されたものを用いる場合、収容袋内で構造体に液体を含浸させることにより、セル収納空間27内で構造体に液体を含浸させる必要がなく、好ましい。
次に、本実施形態の蓄電モジュールを製造する方法について、例を挙げて詳細に説明する。
まず、インパクト成形または押出し成形により、一体成形品であるセル収納体2を製造する。また、従来公知の方法により、蓄電セル3を製造する。
以上の工程により、本実施形態の蓄電モジュール1が得られる。
次に、本発明に係る蓄電モジュールの他の実施形態について説明する。図7は、本発明の他の実施形態に係る蓄電モジュールを示す斜視図である。図8は、図7に示す蓄電モジュールをB-B線に沿って切断した断面図である。図9は、図8の一部を拡大して示した拡大断面図である。
図7に示す第2実施形態の蓄電モジュール10において、第1実施形態の蓄電モジュール1と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
結合溝6bは、セル収納体2の長さ方向(D2方向)に延在して設けられている(図7および図8参照)。結合溝6bの底面6aは、図9に示すように、側板23の内壁面23aの延在面23bよりも外側の位置であって、天板21cの内壁面21aの延在面よりも外側の位置に設けられている。結合溝6bの底面6aは、断面視円弧状の曲面で形成されている。
結合溝6bの内面は、図9に示すように、断面視曲面であることが好ましい。結合溝6bの内面が断面視曲面であると、結合部6によってセル収納体2への応力をより効果的に緩和できるため、セル収納体2の変形をより一層抑制できる。
第2実施形態の蓄電モジュール10においては、フランジ部25、25の設けられているセル収納体2の高さ方向の位置は、結合部6に近い位置であることが好ましい。すなわち、フランジ部25、25は、図7および図8に示すように、側板23、23の天板21cに近い位置、または側板23、23の底板22に近い位置に設けられていることが好ましい。
セル収納体2内に配置された蓄電セル3が充放電により膨張すると、図10において点線で示すように、天板21cの内壁面21aが外側(図10においては上側)に向かって押され、天板21cが凸状に変形する。天板21cの凸状の変形により、側板23には、結合部6付近を中心とし、側板23を内側に向かって変形させようとする偶力による第1変形力が働く。また、蓄電セル3の膨張により、天板21cの内壁面21aが外側(図10においては上側)に向かって押される反力も生じる。図7に示す蓄電モジュール10では、天板21cおよび底板22と2枚の側板23、23との結合部6が、側板23、23の内壁面23aの延在面23bよりも外側に設けられている。このため、上記の反力により、接合部6付近を中心とし、側板23を外側に向かって変形させようとする偶力による第2変形力が働く。その結果、図7に示す蓄電モジュール1では、第1変形力が第2変形力によって打ち消される。よって、図7に示す蓄電モジュール10は、蓄電セル3が膨張してもセル収納体2が変形しにくい。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
図11は、本発明の他の実施形態に係る蓄電モジュールを示す断面図である。
図11に示す蓄電モジュール11は、第1実施形態の蓄電モジュール1における天板21および底板22と2枚の側板23、23との結合部を、それぞれ側板23、23の内壁面23aの延在面23bよりも外側に設けた第2実施形態の蓄電モジュール10の結合部6としたものである。したがって、図11に示す蓄電モジュール11では、第2実施形態の蓄電モジュール10と同様に、天板21の内壁面21aと側板23の内壁面23aとは、結合溝6b内で接している。同様に、底板22の内壁面22aと側板23の内壁面23aとは、結合溝6b内で接している。
図12に示す蓄電モジュール12は、第2実施形態の蓄電モジュール10における3つの弾性部材4うちの中央の弾性部材4に代えて、第1実施形態の蓄電モジュール1におけるセル収納体2内で2枚の側板23、23間を繋ぐ仕切り板26が設けられたものである。
図12に示す蓄電モジュール12において、第1実施形態の蓄電モジュール1または第2実施形態の蓄電モジュール10と同じ部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
結合溝61bにおいては、内面の一部が天板21cの内壁面21aと同一平面とされている。結合溝61bは、開口部から底面61aに向かって徐々に幅が狭くなる形状を有している。結合溝61bの底面61aは、断面視の曲面で形成されている。
2 セル収納体
3 蓄電セル
3a 正極端子
3b 負極端子
4 弾性部材
6、61、62、63、64 結合部
6a、61a、62a、63a、64a 底面
6b、61b、62b、63b、64b 結合溝
21、21c 天板
21a、22a、23a 内壁面
22 底板
23 側板
23b 延在面
24 開口部
25 フランジ部
25a、25b 取り付け部
26 仕切り板
26a 壁面
27、28 セル収納空間
51a 封止板
51b 冷媒流路
52b、53b 孔
51c 注入口
51d 排出口
63c 壁面
Claims (8)
- 矩形状の天板および底板と、前記天板および前記底板を連結する対向配置された矩形状の2枚の側板とを有するセル収納体と、
前記セル収納体内に配置され、前記2枚の側板間を繋ぐ仕切り板によって隔てられた複数のセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記2枚の側板の外面からそれぞれ張り出して形成された板状のフランジ部とを有し、前記フランジ部を設置部位に固定することによって前記設置部位に固定され、
前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品であり、前記セル収容空間内に、前記蓄電セルとともに、シート状の弾性部材が配置されており、
前記シート状の弾性部材が、弾性体または膨張性を有する構造体と、前記弾性体または膨張性を有する構造体が収容される収容袋とを有し、前記収容袋が、金属箔複合ラミネートフィルムで形成されている、蓄電モジュール。 - 矩形状の天板および底板と、前記天板および前記底板を連結する対向配置された矩形状の2枚の側板とを有するセル収納体と、
前記セル収納体内に配置され、前記2枚の側板間を繋ぐ仕切り板によって隔てられた複数のセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記2枚の側板の外面からそれぞれ張り出して形成された板状のフランジ部とを有し、前記フランジ部を設置部位に固定することによって前記設置部位に固定され、
前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品であり、前記天板と前記底板の一方または両方が、内部に冷媒が流される冷媒流路を有し、
前記セル収納体が、前記天板および前記底板と前記2枚の側板とに囲まれた2つの開口部を有し、
前記2つの開口部のうちの一方の近傍に、前記冷媒流路に前記冷媒を注入する注入口と、前記冷媒流路を通過した前記冷媒を排出する排出口とが設けられ、
前記2つの開口部のうち、前記注入口および前記排出口から遠い方の開口部に、前記蓄電セルの正極端子および負極端子が配置されている、蓄電モジュール。 - 矩形状の天板および底板と、前記天板および前記底板を連結する対向配置された矩形状の2枚の側板とを有するセル収納体と、
前記セル収納体内に配置されたセル収納空間と、
前記セル収納空間内に収納された蓄電セルと、
前記2枚の側板の外面からそれぞれ張り出して形成された板状のフランジ部とを有し、前記天板および前記底板と前記2枚の側板との結合部は、それぞれ前記側板の内壁面の延在面よりも外側に設けられ、
前記フランジ部を設置部位に固定することによって前記設置部位に固定され、
前記セル収納体は、金属材をインパクト成形または押出し成形した一体成形品であり、
前記フランジ部が、前記側板の長さ方向の全長に亘って前記天板および前記底板と平行に配置され、前記フランジ部の延在方向の複数の位置に、前記フランジ部を前記設置部位に固定するための取り付け部が設けられている、蓄電モジュール。 - 前記フランジ部が、前記側板の長さ方向の全長に亘って前記天板および前記底板と平行に配置され、前記フランジ部の延在方向の複数の位置に、前記フランジ部を前記設置部位に固定するための取り付け部が設けられている、請求項1または請求項2に記載の蓄電モジュール。
- 前記セル収納空間内に、前記蓄電セルとともに、シート状の弾性部材が配置されている、請求項2~請求項4のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記天板と前記底板の一方または両方が、内部に冷媒が流される冷媒流路を有する、請求項1,請求項3~請求項5のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記蓄電セルが、ラミネートフィルム内に電池要素が封入されてなるものである、請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
- 前記天板と前記底板との間に、複数の前記蓄電セルが積層して配置されている、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
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