JPWO2019064722A1 - Power supply - Google Patents
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Abstract
【課題】電源装置の強度及び剛性を高める。【解決手段】電源装置100は、電池集合体40の天面41と底面42の、対応する頂点同士を結ぶ4辺をそれぞれ覆う、水平断面をL字状とするバンド部51と、バンド部51で4辺を覆われた電池集合体40を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケース10とを備える。各バンド部51が、電池集合体40の辺を覆う、互いに隣り合う第一面52a及び第二面52bを備え、第一面52aが、その端部を第一折曲線52dで折曲させて電池集合体40の底面42の一部を被覆する第一折曲面52cを備え、第二面52bが、その端部を第二折曲線52fで折曲させて、第一折曲面52cと折り重なる状態で電池集合体40の底面42の一部を被覆する第二折曲面52eを備え、第一面52aと第二面52bの境界において、第一折曲線52d及び第二折曲線52fの近傍を切り欠いている。PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the strength and rigidity of a power supply device. SOLUTION: A power supply device 100 has a band portion 51 having an L-shaped horizontal cross section and a band portion 51 covering four sides of a top surface 41 and a bottom surface 42 of a battery assembly 40 connecting the corresponding vertices. It is provided with a storage case 10 having at least one open surface for storing the battery assembly 40 whose four sides are covered with. Each band portion 51 includes a first surface 52a and a second surface 52b adjacent to each other covering the sides of the battery assembly 40, and the first surface 52a bends its end with a first folding curve 52d. A state in which a first folded curved surface 52c covering a part of the bottom surface 42 of the battery assembly 40 is provided, and the second surface 52b bends its end with a second folding curve 52f and overlaps with the first folding curved surface 52c. A second folded curved surface 52e that covers a part of the bottom surface 42 of the battery assembly 40 is provided, and the vicinity of the first folded curve 52d and the second folded curve 52f is cut at the boundary between the first surface 52a and the second surface 52b. Missing.
Description
本発明は、電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device.
多数の二次電池セルを備える電源装置は、二次電池セルを直列に接続して出力電圧を高くできることから、例えばアシスト自転車や電動カート、ハイブリッド車、電気自動車などの駆動用電源のような、大電流で充放電される用途に使用されている。 A power supply device having a large number of secondary battery cells can increase the output voltage by connecting the secondary battery cells in series, so that, for example, a power source for driving an assisted bicycle, an electric cart, a hybrid vehicle, an electric vehicle, etc. It is used for applications that are charged and discharged with a large current.
このような電源装置は、衝撃や振動に晒されることから、十分な強度が求められる。例えば、金属製のフレームを用いて隅部を補強することが考えられる。 Since such a power supply device is exposed to shock and vibration, sufficient strength is required. For example, it is conceivable to use a metal frame to reinforce the corners.
しかしながら、隅部には応力が集中し易いため、金属製といえども負荷が大きくなって十分な強度を維持できないことが考えられる。 However, since stress tends to be concentrated in the corners, it is conceivable that even if it is made of metal, the load becomes large and sufficient strength cannot be maintained.
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は強度及び剛性を高めた電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a background in the past, and one of the purposes thereof is to provide a power supply device having increased strength and rigidity.
本発明の第1の側面に係る電源装置によれば、一以上の電池セルを含む、外形を直方体状とし、互いに平行状態に離間された天面と底面と、該天面と底面との間でこれらを接続する側面とを有する電池集合体と、前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ4辺をそれぞれ覆う、水平断面をL字状とするバンド部と、前記バンド部で4辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースとを備える電源装置であって、各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、前記第一面と第二面の境界において、前記第一折曲線及び第二折曲線の近傍を切り欠いた形状とすることができる。上記構成により、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部を保護できる。 According to the power supply device according to the first aspect of the present invention, there is a rectangular parallelepiped outer shape including one or more battery cells, and a top surface and a bottom surface separated from each other in a parallel state, and between the top surface and the bottom surface. A battery assembly having a side surface connecting them, and a band portion having an L-shaped horizontal cross section covering each of the four sides connecting the corresponding vertices on the top surface and the bottom surface of the battery assembly, and the above. A power supply device including a storage case having at least one open surface for storing the battery assembly whose four sides are covered with a band portion, and each band portion covers the sides of the battery assembly and is adjacent to each other. The first surface comprises a first surface and a second surface, the first surface having a first folding curved surface having an end thereof bent at a first folding curve to cover a part of the bottom surface of the battery assembly. The two surfaces are provided with a second folded curved surface that covers a part of the bottom surface of the battery assembly in a state where the end portion is bent by a second folded curved surface and overlaps with the first folded curved surface. At the boundary between the surface and the second surface, the shape may be cut out in the vicinity of the first folding curve and the second folding curve. With the above configuration, it is possible to relieve the stress on the corner portion where the stress tends to be concentrated, and the band portion can be protected.
また、第2の側面に係る電源装置によれば、上記構成に加えて、前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、各バンド部を、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定することができる。上記構成により、電池集合体の底面から、4つのバンド部を固定することができ、作業性が向上する。 Further, according to the power supply device according to the second side surface, in addition to the above configuration, the bent side screw hole is opened in the first folded curved surface, and the second bent side is opened in the second folded curved surface. The screw holes are opened, and each band portion can be fixed by screwing through the bent side screw hole and the second bent side screw hole. With the above configuration, four band portions can be fixed from the bottom surface of the battery assembly, and workability is improved.
さらに、第3の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部は、前記第一面の端部に前記第一折曲面を、前記第二面の端部に前記第二折曲面を、それぞれ設けており、前記電池集合体の底面及び天面の一部を、それぞれ前記第一折曲面と折り重なる状態で第二折曲面で被覆して、螺合により固定することができる。上記構成により、電池集合体の天面と底面でそれぞれバンド部を固定することが可能となり、作業性が向上する。 Further, according to the power supply device according to the third side surface, in addition to any of the above configurations, each band portion has the first folded curved surface at the end portion of the first surface and the end portion of the second surface. The second folded curved surface is provided on the surface of the battery assembly, and the bottom surface and a part of the top surface of the battery assembly are covered with the second folded curved surface in a state of being folded with the first folded curved surface, respectively, and fixed by screwing. can do. With the above configuration, the band portions can be fixed on the top surface and the bottom surface of the battery assembly, respectively, and workability is improved.
さらにまた、第4の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部は、前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の一部を覆う連結辺とを一体的に構成しており、各側面保持部に、前記第一面及び第二面を形成することができる。上記構成により、バンド部をコ字状に構成して電池集合体を側面保持部で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面の一辺を保持する部材と側面の辺を保持する部材を一体化して機械的強度及び剛性を向上できる。尚、機械的強度及び剛性の向上によりバンド部自体を軽量化することも可能である。 Furthermore, according to the power supply device according to the fourth side surface, in addition to any of the above configurations, each band portion has at least a partial pair of adjacent sides among the sides adjacent to each other. A pair of side surface holding portions covering the surface and the side surface holding portions are connected at both ends, and a connecting side covering a part of the side constituting the top surface is integrally formed. The first surface and the second surface can be formed. With the above configuration, the band portion can be formed in a U shape and the battery assembly can be held so as to be sandwiched between the side holding portions, so that the workability of assembly is improved and the member and the side surface that hold one side of the top surface are held. The mechanical strength and rigidity can be improved by integrating the members that hold the sides. It is also possible to reduce the weight of the band portion itself by improving the mechanical strength and rigidity.
さらにまた、第5の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記第一面を、前記第二面よりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成することができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the fifth aspect, in addition to any of the above configurations, the first surface may be formed wider in the width direction intersecting the second surface in the extension direction. it can.
さらにまた、第6の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記第一面同士が、前記電池集合体の側面の内、第一側面上に配置され、前記第二面同士を、前記電池集合体の側面の内、前記第一側面と隣接する第二側面上に配置させることができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the sixth side surface, in addition to any of the above configurations, the first side surfaces are arranged on the first side surface of the side surfaces of the battery assembly, and the first side surface is arranged. The two surfaces can be arranged on the second side surface adjacent to the first side surface among the side surfaces of the battery assembly.
さらにまた、第7の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、さらに、板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備えることができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the seventh side surface, in addition to any of the above configurations, plate-shaped screw holes are further opened on both sides of the plate shape, and the bottom surface and the top surface of the power supply device are opened. The screws formed at the four corners through which the bent side screw holes and the second bent side screw holes are inserted are passed through the plate side screw holes and passed between the separated screws to be fixed, parallel to each other. A pair of reinforcing plates arranged in can be provided.
さらにまた、第8の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記補強プレートを、前記第一側面と平行状に配置させることができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the eighth side surface, in addition to any of the above configurations, the reinforcing plate can be arranged parallel to the first side surface.
さらにまた、第9の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、縦長の長方形状に形成されており、各バンド部を、前記長方形状の電池集合体の長辺をそれぞれ被覆するよう配置することができる。上記構成により、長方形状の電池集合体の長辺をバンド部でそれぞれ補強して、電源装置の強度を向上させることができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the ninth side surface, in addition to any of the above configurations, the battery assembly is formed in a vertically long rectangular shape, and each band portion is formed of the rectangular battery. It can be arranged so as to cover each of the long sides of the aggregate. With the above configuration, the long sides of the rectangular battery assembly can be reinforced by the band portions, and the strength of the power supply device can be improved.
さらにまた、第10の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体を、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成することができる。上記構成により、収納ケース内において切り欠いた空間に出力端子等の部材を配置することができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the tenth side surface, in addition to any of the above configurations, the battery assembly can be formed in a shape in which a part of a rectangular short side is cut out. .. With the above configuration, a member such as an output terminal can be arranged in a notched space in the storage case.
さらにまた、第11の側面に係る電源装置によれば、上記何れかの構成に加えて、各バンド部を金属製とすることができる。 Furthermore, according to the power supply device according to the eleventh side surface, in addition to any of the above configurations, each band portion can be made of metal.
さらにまた、第12の側面に係る電源装置によれば、一以上の電池セルを含む、外形を天面と底面を有する箱形とした電池集合体と、前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ4辺をそれぞれ覆う、水平断面をL字状とするバンド部と、前記バンド部で4辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースとを備える電源装置であって、各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いた形状とすることができる。上記構成により、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部を保護できる。 Furthermore, according to the power supply device according to the twelfth side surface, a battery assembly having a box-shaped outer shape having a top surface and a bottom surface including one or more battery cells, and a top surface and a bottom surface of the battery assembly. A storage case with at least one open surface for storing the band portion having an L-shaped horizontal cross section and the battery assembly whose four sides are covered by the band portion, which cover each of the four sides connecting the corresponding vertices. A power supply device comprising:, each band portion comprising a first surface and a second surface adjacent to each other covering the sides of the battery assembly, the first surface having a first folding curve at its end. It is provided with a first-fold curved surface that is bent at the above to cover a part of the bottom surface of the battery assembly, and the second surface can be shaped by cutting out a certain region from the first-fold curve. With the above configuration, it is possible to relieve the stress on the corner portion where the stress tends to be concentrated, and the band portion can be protected.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明は以下のものに特定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments shown below exemplify a configuration for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not specified as the following. Moreover, the member shown in the claims is never specified as the member of the embodiment. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the constituent members described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention to the specific ones unless otherwise specified. It is just an example of explanation. The size and positional relationship of the members shown in each drawing may be exaggerated to clarify the explanation. Further, in the following description, members having the same or the same quality are shown with the same name and reference numeral, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Further, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are composed of the same member and the plurality of elements are combined with one member, or conversely, the function of one member is performed by the plurality of members. It can also be shared and realized. In addition, the contents described in some examples and embodiments can be used in other embodiments and embodiments.
以下に示す電源装置は、主として、モータのみで走行する電気自動車や電動カートなどの電動車両の駆動用電源に適用する例を説明する。なお本発明の電源装置を、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッド車に使用したり、電動車両以外の大出力が要求される用途、例えば家庭用、工場用の蓄電装置等に使用してもよい。
(実施形態1)An example in which the power supply device shown below is mainly applied to a power source for driving an electric vehicle such as an electric vehicle or an electric cart that runs only by a motor will be described. Even if the power supply device of the present invention is used in a hybrid vehicle that runs on both an engine and a motor, or in an application other than an electric vehicle that requires a large output, for example, a power storage device for home or factory use. Good.
(Embodiment 1)
実施形態1に係る電源装置100を、図1〜図5に示す。これらの図において、図1は本発明の一実施形態に係る電源装置100を示す斜視図、図2は図1の電源装置100を斜め下方から見た斜視図、図3は図1の電源装置100の分解斜視図、図4は図3の電源装置100を斜め下方から見た分解斜視図、図5は図1の電源装置100のV−V線における断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電源装置100は、外形を箱状とし、上部に取っ手部28を設けている。箱状の電源装置100は、縦長の直方体状とし、底面を平面状として直立可能としている。この電源装置100は、内部に電池セルを複数本直列及び/又は並列に接続して、外部に電力を出力可能としている。図2、図4等に示すように、底面には出力端子33を設けており、出力端子33を電力供給対象機器、例えば電気自動車に接続して、電力を供給する。また使用者は取っ手部28を握って電源装置100を着脱することができる。
The
電源装置100は、図3及び図4の分解斜視図及び図5の断面図に示すように、収納ケース10と、天蓋部20と、底蓋部30と、電池集合体40を備える。収納ケース10は、内部に電池集合体40を収納できるよう、中空状として、上面と下面を開口している。収納ケース10の上面側のケース第一開口部11は、天蓋部20で閉塞される。また収納ケース10の下面側のケース第二開口部12は、底蓋部30で閉塞される。この収納ケース10は、放熱性と強度に優れた金属製とすることが好ましい。例えば軽量で意匠性にも優れたアルミニウム製や鉄製、ステンレス製等とする。
(放熱シート2)The
(Heat dissipation sheet 2)
電池集合体40は、図3及び図4の分解斜視図に示すように、その側面に放熱シート2とアラミド繊維シート3を配置して、これら放熱シート2とアラミド繊維シート3で覆われた状態で収納ケース10に収納される。放熱シート2は、熱伝導性に優れた可撓性部材で構成され、例えばシリコーン系樹脂シートが利用できる。放熱シート2を電池集合体40の側面と収納ケース10の内面との間に介在させることで、電池集合体40と収納ケース10との間に隙間が形成されることを抑制する。これにより、空気層が形成されて断熱層となり、電池集合体40の放熱が阻害される事態を回避できる。
(アラミド繊維シート3)As shown in the exploded perspective views of FIGS. 3 and 4, the
(Aramid fiber sheet 3)
またアラミド繊維シート3は、電池集合体40を収納ケース10内に収納する際、接触部分で電池集合体40や収納ケース10の表面が削られて粉状の異物が発生することを回避するよう、強度に優れた薄手の可撓性のシート材が用いられる。例えばアラミド系の紙製シートが、アラミド繊維シート3として好適に用いられる。
(電池集合体40)Further, the
(Battery assembly 40)
電池集合体40は、複数本の二次電池セル1を収納した部材である。図5の断面図及び図6及び図7の分解斜視図に示すように、この電池集合体40の周囲を、複数の金属プレート50で囲み、機械的に締結している。具体的には、電池集合体40はその外形を直方体状としている。直方体状の電池集合体40は、天面41と底面42と側面43とを有する。天面41と底面42とは、互いにほぼ平行な姿勢に離間されている。また側面43は、天面41と底面42との間でこれらを接続する。そして金属プレート50は、この電池集合体40の直方体状を構成する各辺にそれぞれ配置されている。また金属プレート50同士は、電池集合体40の天面41と底面42の各四隅で、金属プレート50の端部を重ねた状態で固定されている。このような構成としたことで、電池集合体40の直方体形状が確実に固定されて安定的に保持され、共振やがたつきの発生を抑制できる。また、固定位置を天面41と底面42に纏めたことで、固定作業を纏めて行い易くなり組立時の作業性が向上する。
The
なお電池集合体40は、完全な直方体状とする必要はなく、収納ケース10に収納できる形状や大きさであれば足り、部分的に切り欠いたり突出させた形状としてもよい。図6、図7等に示す電池集合体40は、底面42の一辺の部分を切り欠いた形状としている。切り欠き部47を設けることで、図3等に示すように出力端子33等の部材を配置することができる。
The
この電池集合体40は、図6〜図9の分解斜視図に示すように、複数本の二次電池セル1を収納している。各二次電池セル1は、電池ホルダ44に収納される。この例では、電池ホルダ44は42本の円筒形の二次電池セル1を積層して構成される。電池ホルダ44は、樹脂製等とする。二次電池セル1は円筒形の外装缶の端面に、それぞれ電極を設けている。また各二次電池セル1の端面を揃えた姿勢に積層して、リード板45等によりこれらを直列や並列に接続している。二次電池セル1には、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池等が利用できる。また二次電池セル1は、円筒形のものに限定せず、他の形状、例えば外装缶を角型とする二次電池セルやラミネート形の二次電池セルも適用できる。
(ピン部46)As shown in the exploded perspective views of FIGS. 6 to 9, the
(Pin part 46)
金属プレート50同士は、ピン部46でもって固定される。ピン部46は、電池集合体40の天面41及び底面42の四隅のそれぞれにおいて、金属プレート50同士の端部を重ねた状態で、金属プレート50を貫通させて固定する。ただし電池集合体40側には、ピン部46を固定するねじ穴などは設けず、金属プレート50を電池集合体40の外側から締結する構造としている。これによって、電池集合体40側のねじ穴等の位置に関する寸法公差や、ねじ穴の大きさの製造誤差等の微小な隙間に起因して共振が発生する事態を回避しながら、各辺を金属プレート50で押圧して締結することができる。
The
各金属プレート50は、電池集合体40の天面41及び底面42の四隅のそれぞれにおいて、隣接する金属プレート50同士が重なり合う端部に、貫通孔を形成している。これにより、直方体状の電池集合体40の各辺に配置された金属プレート50同士をピン留めにより確実に固定し易くなる。この結果、各辺を金属プレート50で補強して、各方向からの振動や衝撃に対して安定的に保持でき、共振やがたつきの発生を抑制できる。
Each
貫通孔は、ねじを挿入するねじ穴として利用できる。またピン部46の側面にねじ溝を形成することで、ナットを用いて螺合によりねじ穴に固定することができ、固定作業を容易に行える。この例では、電池集合体40の天面側においては、ピン部46を天蓋部20にインサートされたナットに螺合している。また底面側においては、ピン部46を底蓋部30に挿通してナットを螺合させている。
(バンド部51)The through hole can be used as a screw hole for inserting a screw. Further, by forming a screw groove on the side surface of the
(Band part 51)
金属プレート50は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、複数のバンド部51と補強プレート56で構成される。バンド部51は、電池集合体40を構成する辺の内、垂直方向の辺、すなわち電池集合体40の側面43同士が接合する辺の内で、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う。またバンド部51は、垂直方向の辺のみならず、水平方向の辺の一部を被覆してもよい。図6及び図7の分解斜視図に示す例では、各バンド部51は、一対の側面保持部52と、この側面保持部52の上端同士を接続する連結辺53とで構成される。
(側面保持部52)As shown in the exploded perspective views of FIGS. 6 and 7, the
(Side holding portion 52)
側面保持部52は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、電池集合体40の辺を覆う、相隣る第一面52a及び第二面52bを備えている。さらに第一面52aの先端を第一折曲線52dで折曲して第一折曲面52cとし、電池集合体40の底面42の一部を被覆する。
As shown in the exploded perspective views of FIGS. 6 and 7, the side
また側面保持部52の第一面52aは、第二面52bよりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成されている。また複数のバンド部51の第一面52a同士が、電池集合体40の側面43の内、第一側面43A上に配置されている。さらに第二面52b同士が、電池集合体40の側面43の内、第一側面43Aと隣接する第二側面43B上に配置されている。図6〜図8に示す電池集合体40は、リード板45が配置される面を第二側面43Bとしている。
Further, the
一対の側面保持部52は、垂直方向の辺を少なくとも部分的に覆い、一方の連結辺53は、水平方向の辺を覆う。ここで連結辺53は、電池集合体40の天面41を構成する水平方向の辺の内で、補強プレート56が配置されない辺を覆っている。これら側面保持部52と連結辺53とは、一体的に構成することが好ましい。これにより、図10に示すようにバンド部51をコ字状に構成して電池集合体40を側面保持部52で挟み込むようにして保持できるため、組立の作業性が向上すると共に、天面41の一辺を保持する部材と側面43の辺を保持する部材を一体化して機械的強度を向上できる。
(補強プレート56)The pair of
(Reinforcing plate 56)
補強プレート56は、天面41や底面42を構成する水平方向の辺に配置される。補強プレート56は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、天面41や底面42の対向する2辺にそれぞれ配置される。なお、水平方向の辺の内で、バンド部51の連結辺53を配置した辺には連結プレートを配置する必要はない。この意味でバンド部51の連結辺53は、一部の補強プレート56を一対の側面保持部52と一体化したものということができる。
The reinforcing
このように、金属プレート50を電池集合体40の各辺に沿わせることで、電池集合体40を枠状に締結して余分な隙間などが生じないように押圧して、がたつきを阻止する。なお補強プレート56は、水平方向の辺を覆うのでなく、水平方向の辺に沿うように配置されている。一方でバンド部51の側面保持部52は、垂直方向の辺を覆うように、隣接する側面43同士を跨いで辺を少なくとも部分的に覆うように、断面をL字状としている。またバンド部51の連結辺53も、水平方向の辺を覆うように、電池集合体40の天面41と側面43との間を跨ぐように断面をL字状としている。これは、金属プレート50の固定に際し、図10に示すように金属プレート50の上面を予め天蓋部20に固定した状態で、側面保持部52を左右に拡開して、電池集合体40の上面に載置し、この状態から側面保持部52を電池集合体40の側面43に当接させて、電池集合体40の底面42をピン部46で固定する際、側面保持部52が電池集合体40の側面43を確実に覆うように位置決めするための構成である。このようにすることで、側面保持部52の断面L字状の部分で電池集合体40の側面43を確実に保持して、金属プレート50を電池集合体40の側面43を含む各辺に配置して、これを確実に締結して共振の発生を阻止する。
By aligning the
補強プレート56は、図6及び図7の分解斜視図に示すように、延長方向に沿って側縁を折曲させることもできる。これにより、補強プレート56の側縁にリブ57を立たせてその機械強度を増すことが可能となる。
The reinforcing
これら金属プレート50と補強プレート56は、好ましくは鉄、アルミニウム、ステンレスの金属等で構成できる。
(ねじ穴)The
(Screw hole)
上述の通り、ピン部46を挿通するための金属プレート50の貫通孔は、ねじを挿通して固定するためのねじ穴として利用できる。バンド部51の連結辺53の両端と、第一折曲面52cには、バンド側ねじ穴として連結側ねじ穴54、折曲側ねじ穴55が、それぞれ開口される。また補強プレート56の両端にも、プレート側ねじ穴58が開口される。これらのねじ穴は、ピン部46でもってバンド部51を電池集合体40や天蓋部20、底蓋部30などと固定するための連結機構を構成する。
As described above, the through hole of the
バンド部51は、図6、図7の分解斜視図に示すように、電池集合体40の上面においては、連結辺53の両側の連結側ねじ穴54の下方からピン部46、ここではねじを通して、補強プレート56に開口されたプレート側ねじ穴58を挿通して天蓋部20に螺合される。一方、電池集合体40の下面においては、第一折曲面52cの上方からねじを、補強プレート56の両端にそれぞれ開口されたプレート側ねじ穴58に挿通すると共に、底蓋部30を貫通させた後、ナットを螺合させて固定する。このように、電池集合体40の上部において、下方側から上方側に向かって螺合し、下部においては上方側から下方側に向かって螺合するよう構成している。これにより、天蓋部20の上面側にねじ頭等を表出させずに螺合させることができ、また電池集合体40にも直接ねじ込まずに済む利点が得られる。
As shown in the exploded perspective views of FIGS. 6 and 7, the
各バンド部51の第一面52aの第一折曲面52cには、折曲側ねじ穴55が開口されている。また第二面52bは、第一折曲線52dから一定の領域を切り欠いている。この状態で、各バンド部51は、折曲側ねじ穴55を挿通して、電池集合体40の底面42に螺合により固定されている。これにより、電池集合体40の底面42から、4つのバンド部51を固定することができ、作業性が向上する。
A bent
また補強プレート56は、板状の両側にプレート側ねじ穴58を開口している。そして電池集合体40の底面42及び天面41の四隅に形成された、バンド部51の折曲側ねじ穴55を挿通したねじを、補強プレート56のプレート側ねじ穴58に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定している。
Further, the reinforcing
側面保持部52は図11の拡大斜視図に示すように、第一面52aと第二面52bの境界において、第一折曲線52dの近傍で第二面52bが存在しないように切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部51を保護できる。
(実施例2)As shown in the enlarged perspective view of FIG. 11, the side
(Example 2)
ただし側面保持部は、上記構成に限らない。上述した図11に示す実施形態1に係る電源装置100においては、側面保持部52の第二面52bを、第一折曲面52cの近傍で省略することによって、第一折曲線52dの隅部に応力が集中することを緩和している。
However, the side holding portion is not limited to the above configuration. In the
これに対し、別の部材を追加することでより応力集中に対する耐性を高めることが可能となる。例えば、構造上応力の集中が激しくなる直方体状の電池集合体の隅部において、応力集中を一層緩和するため、側面保持部の内、隅部にあたる領域を切り欠いた構造とすることもできる。ここで実施例2に係る電源装置の側面保持部52’を、図12の斜視図に示す。この図に示す側面保持部52’は、図11等と同様に、第一面52a’と第二面52b’を備える。この第一面52a’は、その端部を第一折曲線52d’で折曲させて電池集合体40の底面42の一部を被覆する第一折曲面52c’を備える。第一折曲面52c’は、折曲側ねじ穴55’を開口させている。
On the other hand, by adding another member, it becomes possible to further enhance the resistance to stress concentration. For example, in the corner portion of the rectangular parallelepiped battery assembly in which the stress concentration is structurally intense, in order to further alleviate the stress concentration, the structure may be such that the region corresponding to the corner portion is cut out in the side surface holding portion. Here, the side holding portion 52'of the power supply device according to the second embodiment is shown in the perspective view of FIG. The side surface holding portion 52'shown in this figure includes a first surface 52a'and a
また第二面52b’は、その端部を第二折曲線52fで折曲させて、第一折曲面52c’と折り重なる状態で電池集合体40の底面42の一部を被覆する第二折曲面52e’を備える。第二折曲面52e’は、第二折曲側ねじ穴55b’を開口させている。第二折曲側ねじ穴55b’は、第一折曲面52c’の折曲側ねじ穴55’と一致させて、ピン部を挿通して固定可能としている。ここではピン部をねじとして螺合により固定する。そして第一面52a’と第二面52b’の境界において、第一折曲線52d’及び第二折曲線52f’の近傍を切り欠いている。これにより、応力が集中し易い角部への応力を緩和することが可能となり、バンド部51’を保護できる。すなわち、各バンド部51’の第一面52a’の端部に第一折曲面52c’を、第二面52b’の端部に第二折曲面52e’を、それぞれ設けて、電池集合体40の底面42及び天面41の一部を、それぞれ第一折曲面52c’と折り重なる状態で第二折曲面52e’で被覆して、螺合により固定したことで、電池集合体40の天面41と底面42でそれぞれバンド部51’を固定して一体性が高められる。
(集合体案内リブ32)Further, the second surface 52b'is a second folding curved surface that covers a part of the
(Aggregate guide rib 32)
また天蓋部20又は底蓋部30の少なくとも一方は、電池集合体40に当接する集合体案内リブ32を複数、互いに離間させて内面から突出させている。このような集合体案内リブ32を設けることで、収納ケース10の嵌合と同時に収納ケース10と電池集合体40との隙間を埋めて、電池集合体40と収納ケース10とを一体化することで収納ケース10内で電池集合体40との間に隙間が生じてがたつきが発生することを阻止でき、もって共振の発生を抑制できる。
Further, at least one of the
本実施形態では、図13、図14に示すように、天蓋部20と底蓋部30にそれぞれ、集合体案内リブ32として第一リブ32A、及び第二リブ32Bをそれぞれ形成している。これら集合体案内リブ32は、端縁を開口端側に向かって幅広となるようにテーパー状に形成される。これにより、図15A〜図15Bに示すように、電池集合体40を集合体案内リブ32に誘い込んで嵌入させ易くできる。加えて、金属プレート50に予め、端縁を折曲させたリブを形成し、このリブで電池集合体40の側面を部分的に被覆するよう構成することで、電池集合体40の嵌合時に集合体案内リブ32がリブを押圧して、より均一な応力でもって電池集合体40を天蓋部20や底蓋部30に嵌合させることができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the
また集合体案内リブ32は、天蓋部20や底蓋部30の内面の対向する部位にそれぞれ形成される。天蓋部20や底蓋部30が矩形状の場合は、対向する辺にそれぞれ集合体案内リブ32が形成される。図13、図14に示す例では、天蓋部20や底蓋部30の矩形状を構成する各辺に集合体案内リブ32が形成されている。ただし、各辺に形成される集合体案内リブ32や、同じ辺に形成される集合体案内リブ32は、同じ形状とする必要はなく、電池集合体40を当接、保持する部位の形状に合わせて適宜変更することができる。複数の集合体案内リブ32は、互いに平行状態に離間して形成される。各集合体案内リブ32を、側面視においてL字状に形成される。また集合体案内リブ32は、天蓋部20や底蓋部30に一体的に形成することが好ましい。
Further, the
また、天蓋部20の内面の隅部に配置される、この天蓋部20とは別個に形成されたコーナー部を備えてもよい。コーナー部は、第三誘い込みリブを設けている。これにより、射出成形が困難な天蓋部20内面の隅部における集合体案内リブ32を、別部材として組み合わせることにより、隅部においても集合体案内リブ32を配置でき、もって隅部に隙間が形成される事態を回避し、がたつきや共振の発生を抑制できる。
(天蓋部20)Further, a corner portion formed separately from the
(Canopy 20)
天蓋部20は、収納ケース10の上面に固定されて、収納ケース10のケース第一開口部11を閉塞する。また天蓋部20は、その上部に使用者が把持するための取っ手部28を備えている。ここで天蓋部20の分解斜視図を図16〜図18に示す。これらの図において、図16は天蓋部の分解斜視図、図17は図16の枠部に閉塞部を挿入した状態を示す分解斜視図、図18は図16の天蓋部を斜め下方から見た分解斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す天蓋部20は3つの部材に分割されており、第一ケースであるカバー部21と、第二ケースである閉塞部22と、第三ケースである枠部23とで構成される。
(枠部23)The
(Frame part 23)
枠部23は、収納ケース10のケース第一開口部11と接続される。この枠部23は、取っ手部28の一部を構成する取っ手枠24を有する。このため枠部23は、取っ手枠24に十分な機械強度を発揮させるように、強度の高い樹脂を使用する。またリブを立てるなどして、構造上も取っ手部28を補強できるように構成する。ただし機械強度を増す構成とすることで外観が悪くなる。そこで、枠部23の上面にカバー部21を被覆する。
(カバー部21)The
(Cover 21)
カバー部21は、取っ手枠24を含め、枠部23の上面を被覆する。このようにカバー部21で枠部23を覆うことにより、枠部23の上面を外部に表出させないで隠すことが可能となる。いいかえると、枠部23の上面は外観を気にすることなく、強度の向上に特化した構成を採用できる。一方でカバー部21の外観意匠を向上させることで、天蓋部20の見栄えを向上できる。このように取っ手部28の強度を重視する枠部23と、外観の意匠性を重視するカバー部21とを別部材としたことで、強度と外観を両立させることが可能となる。
The
このように、天蓋部20を複数の部材で構成したことにより、取っ手部28を補強する機能、天蓋部20のデザイン性を向上させる機能、及び天蓋部20を構成する樹脂部材の肉溜まりを排除して樹脂引け等による外観の悪化を回避する機能を果たすことが可能となる。すなわち従来は天蓋部を一部材で構成していたため、取っ手部28の強度を向上させようとすればデザイン性が悪くなり、また強度を増すために樹脂部材を厚くすると重くなる上、樹脂の硬化時に生じる引けが大きくなって外観品質が低下するなどの問題があった。そこで、強度を重視する枠部23を準備すると共に、枠部23を被覆するかバー部を用意して、カバー部21に意匠性を持たせることで、外観を整え見栄えを向上できる。
By forming the
枠部23は、収納ケース10と接続された状態でケース第一開口部11と連通する枠開口部25を形成している。また枠部23の取っ手枠24は、枠開口部25を横断する姿勢に形成されている。図16〜図18に示す例では、枠部23を、ケース第一開口部11の周囲に沿う矩形状として、取っ手枠24を、平面視においてT字状となるように、枠開口部25を橋渡しする状態に設けられている。また、このT字状を構成する上部の横棒26の下方を、側面に開口させている。
(閉塞部22)The
(Closed part 22)
さらに、天蓋部20は、閉塞部22を枠部23とカバー部21の間に配置しており、閉塞部22でもって枠開口部25を閉塞している。これにより、枠開口部25を横断する取っ手枠24を形成しつつも、枠開口部25を別部材の閉塞部22で閉塞する構成としたことで、枠部23の型成形が容易となる。さらに枠開口部25を通して見える底面を構成するカバー部21を別部材としたことで、カバー部21の色や形状等の意匠性を考慮した設計が可能となる。
Further, in the
また閉塞部22は、中央を窪ませた曲面状に形成されている。これにより、使用者が取っ手部28を把持する際に手を差し入れる空間を広く確保して把持し易くなる。また曲面状として段差のエッジを排除したことで、差し入れた手がエッジにあたることもなく、快適な使用感が得られる。加えて、曲面状としたことでデザイン性も向上される。また横棒26の下に開口を設けると共に、横棒26の下方に位置する閉塞部22をこの部分で低く形成し、反対側を高く形成することで、閉塞部22の上面に塵や水滴等の異物が溜まった際、横棒26の側が下勾配となる姿勢に傾斜させることで、閉塞部22の窪みに溜まった異物を、開口を通じてスムーズに排出できる利点も得られる。
Further, the
またカバー部21は、図1、図16、図17等に示すように、その側面に枠状のカバー枠27を形成している。カバー枠27は、カバー部21と閉塞部22とが接合された状態で、閉塞部22と同一面状となるようにして、カバー枠27から閉塞部22の曲面に連なって、面が連続的に変化するようにしている。これにより、使用者が取っ手部28を把持しようとして手を差し入れる際に、一層スムーズに手を案内することができる。
Further, as shown in FIGS. 1, 16, 17, 17 and the like, the
これらの天蓋部20は、好ましくは軽量で絶縁性に優れた樹脂で構成されている。例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)樹脂等が好適に利用できる。また、天蓋部20を複数の部材で構成する利点を生かし、異なる部材で構成してもよい。例えば枠部23を、強度の高い樹脂製としたり、より剛性に優れた金属製としてもよい。また、部材の色も各部材で異ならせることもできる。例えば閉塞部22の蓋を異なる色で構成して、色違いの製品など、バリエーションの変化を演出することもできる。
These
カバー部21は、図16〜図18に示すように、枠部23の裏面側から螺合により固定されている。これにより、天蓋部20は、ねじ穴を表出させない外形となる。一方底蓋部30は、図3等に示すように底面42からねじで固定されている。ただしねじ穴は、ねじカバー34で閉塞することで、ねじの表出を避けることができる。
As shown in FIGS. 16 to 18, the
本発明に係る電源装置は、電動カートや電動スクーター、電気自動車、ハイブリッド車等の電源装置として好適に利用できる。またコンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。 The power supply device according to the present invention can be suitably used as a power supply device for electric carts, electric scooters, electric vehicles, hybrid vehicles, and the like. In addition, a backup power supply device that can be mounted in a computer server rack, a backup power supply device for wireless base stations such as mobile phones, a power storage device for home use and factories, a power storage device for street lights, etc. , Can also be used as appropriate for backup power supplies such as traffic lights.
100…電源装置
1…二次電池セル
2…放熱シート
3…アラミド繊維シート
10…収納ケース
11…ケース第一開口部
12…ケース第二開口部
20…天蓋部
21…カバー部
22…閉塞部
23…枠部
24…取っ手枠
25…枠開口部
26…横棒
27…カバー枠
28…取っ手部
30…底蓋部
32…集合体案内リブ;32A…第一リブ;32B…第二リブ
33…出力端子
34…ねじカバー
40…電池集合体
41…天面
42…底面
43…側面;43A…第一側面;43B…第二側面
44…電池ホルダ
45…リード板
46…ピン部
47…切り欠き部
50…金属プレート
51、51’…バンド部
52、52’…側面保持部;52a、52a’…第一面;52b、52b’…第二面;52c、52c’…第一折曲面;52d、52d’…第一折曲線;52e’…第二折曲面;52f’…第二折曲線
53…連結辺
54…連結側ねじ穴
55、55’…折曲側ねじ穴;55b’…第二折曲側ねじ穴
56…補強プレート
57…リブ
58…プレート側ねじ穴100 ...
Claims (12)
前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ4辺をそれぞれ覆う、水平断面をL字状とするバンド部と、
前記バンド部で4辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースと、
を備える電源装置であって、
各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、
前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、
前記第二面が、その端部を第二折曲線で折曲させて、前記第一折曲面と折り重なる状態で前記電池集合体の底面の一部を被覆する第二折曲面を備え、
前記第一面と第二面の境界において、前記第一折曲線及び第二折曲線の近傍を切り欠いてなる電源装置。A battery assembly including one or more battery cells having a rectangular parallelepiped outer shape and having a top surface and a bottom surface separated from each other in a parallel state, and a side surface connecting these between the top surface and the bottom surface.
A band portion having an L-shaped horizontal cross section that covers each of the four sides connecting the corresponding vertices on the top surface and the bottom surface of the battery assembly.
A storage case having at least one open surface for storing the battery assembly whose four sides are covered with the band portion.
It is a power supply device equipped with
Each band portion comprises a first surface and a second surface adjacent to each other covering the sides of the battery assembly.
The first surface comprises a first-fold curved surface whose end is bent at a first-fold curve to cover a part of the bottom surface of the battery assembly.
The second surface includes a second folded curved surface that covers a part of the bottom surface of the battery assembly in a state where the end portion is bent by a second folded curve and overlaps with the first folded curved surface.
A power supply device that cuts out the vicinity of the first folding curve and the second folding curve at the boundary between the first surface and the second surface.
前記第一折曲面に、折曲側ねじ穴が開口されており、
前記第二折曲面に、第二折曲側ねじ穴が開口されており、
各バンド部が、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通させた螺合により固定されてなる電源装置。The power supply device according to claim 1.
A screw hole on the bent side is opened on the first folded curved surface.
A screw hole on the second bent side is opened on the second folded curved surface.
A power supply device in which each band portion is fixed by screwing through the bent side screw hole and the second bent side screw hole.
各バンド部は、前記第一面の端部に前記第一折曲面を、前記第二面の端部に前記第二折曲面を、それぞれ設けており、
前記電池集合体の底面及び天面の一部を、それぞれ前記第一折曲面と折り重なる状態で第二折曲面で被覆して、螺合により固定されてなる電源装置。The power supply device according to claim 2.
Each band portion is provided with the first folded curved surface at the end of the first surface and the second folded curved surface at the end of the second surface.
A power supply device in which a part of the bottom surface and the top surface of the battery assembly is covered with a second folded curved surface in a state of being folded with the first folded curved surface, and fixed by screwing.
各バンド部は、
前記側面同士が隣接する辺の内、隣接する一対の辺をそれぞれ、少なくとも部分的に覆う一対の側面保持部と、
前記側面保持部を両端で接続すると共に、前記天面を構成する辺の一部を覆う連結辺と、
を一体的に構成しており、
各側面保持部に、前記第一面及び第二面を形成してなる電源装置。The power supply device according to claim 3.
Each band part
A pair of side holding portions that at least partially cover the pair of adjacent sides among the sides adjacent to each other.
A connecting side that connects the side surface holding portions at both ends and covers a part of the side that constitutes the top surface, and
Is integrally configured,
A power supply device in which the first surface and the second surface are formed on each side surface holding portion.
前記第一面が、前記第二面よりも延長方向に交差する幅方向において幅広に形成されてなる電源装置。The power supply device according to any one of claims 2 to 4.
A power supply device in which the first surface is formed wider in the width direction intersecting the second surface in the extension direction.
前記第一面同士が、前記電池集合体の側面の内、第一側面上に配置され、
前記第二面同士が、前記電池集合体の側面の内、前記第一側面と隣接する第二側面上に配置されてなる電源装置。The power supply device according to any one of claims 2 to 5.
The first surfaces are arranged on the first side surface of the side surfaces of the battery assembly.
A power supply device in which the second surfaces are arranged on a second side surface adjacent to the first side surface of the side surfaces of the battery assembly.
板状の両側にプレート側ねじ穴を開口しており、
前記電源装置の底面及び天面の四隅に形成された、前記折曲側ねじ穴及び第二折曲側ねじ穴を挿通したねじを、前記プレート側ねじ穴に通して、離間するねじ同士の間に渡して固定する、互いに平行状に配置された一対の補強プレートを備える電源装置。The power supply device according to any one of claims 2 to 6, further comprising:
Plate-side screw holes are opened on both sides of the plate,
The screws formed at the four corners of the bottom surface and the top surface of the power supply device through which the bent side screw holes and the second bent side screw holes are inserted are passed through the plate side screw holes and are separated from each other. A power supply with a pair of reinforcing plates arranged parallel to each other to be passed and fixed to each other.
前記補強プレートは、前記第一側面と平行状に配置されてなる電源装置。The power supply device according to claim 7.
The reinforcing plate is a power supply device arranged in parallel with the first side surface.
前記電池集合体が、縦長の長方形状に形成されており、
各バンド部が、前記長方形状の電池集合体の長辺をそれぞれ被覆するよう配置されてなる電源装置。The power supply device according to any one of claims 1 to 8.
The battery assembly is formed in a vertically long rectangular shape.
A power supply device in which each band portion is arranged so as to cover the long side of the rectangular battery assembly.
前記電池集合体が、長方形状の短辺側の一部を切り欠いた形状に形成されてなる電源装置。The power supply device according to claim 9.
A power supply device in which the battery assembly is formed in a shape in which a part of a rectangular short side is cut out.
各バンド部が金属製である電源装置。The power supply device according to any one of claims 1 to 10.
A power supply in which each band is made of metal.
前記電池集合体の天面と底面の、対応する頂点同士を結ぶ4辺をそれぞれ覆う、水平断面をL字状とするバンド部と、
前記バンド部で4辺を覆われた前記電池集合体を収納する、少なくとも一面を開口した収納ケースと、
を備える電源装置であって、
各バンド部が、前記電池集合体の辺を覆う、互いに隣り合う第一面及び第二面を備え、
前記第一面が、その端部を第一折曲線で折曲させて前記電池集合体の底面の一部を被覆する第一折曲面を備え、
前記第二面は、前記第一折曲線から一定の領域を切り欠いてなる電源装置。A box-shaped battery assembly containing one or more battery cells and having a top surface and a bottom surface,
A band portion having an L-shaped horizontal cross section that covers each of the four sides connecting the corresponding vertices on the top surface and the bottom surface of the battery assembly.
A storage case having at least one open surface for storing the battery assembly whose four sides are covered with the band portion.
It is a power supply device equipped with
Each band portion comprises a first surface and a second surface adjacent to each other covering the sides of the battery assembly.
The first surface comprises a first-fold curved surface whose end is bent at a first-fold curve to cover a part of the bottom surface of the battery assembly.
The second surface is a power supply device formed by cutting out a certain region from the first folding curve.
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