KR20220136201A - 축전 장치 - Google Patents

축전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220136201A
KR20220136201A KR1020220037979A KR20220037979A KR20220136201A KR 20220136201 A KR20220136201 A KR 20220136201A KR 1020220037979 A KR1020220037979 A KR 1020220037979A KR 20220037979 A KR20220037979 A KR 20220037979A KR 20220136201 A KR20220136201 A KR 20220136201A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power storage
plate
storage device
convex
current collector
Prior art date
Application number
KR1020220037979A
Other languages
English (en)
Inventor
마사시 가토
미즈호 마츠모토
히로유키 나카야마
다이키 마에다
Original Assignee
도요타 지도샤(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤(주) filed Critical 도요타 지도샤(주)
Publication of KR20220136201A publication Critical patent/KR20220136201A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/242Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/291Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/289Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
    • H01M50/293Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

축전 장치(10)는, 축전 모듈(20)과, 수용 케이스와, 제 1 판부(28)와, 수용 케이스 내에 배치된 제 2 판부(29)를 구비하고, 제 1 판부(28)에는, 제 1 볼록부(80)와, 제 2 볼록부(81)가 형성되어 있으며, 제 1 볼록부(80) 및 제 2 볼록부(81)는, 적층 방향(H)과 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 교차 방향으로 연장되도록 형성되어 있으며, 제 2 판부(29)에는, 제 3 볼록부(82)와, 제 4 볼록부(83)가 형성되어 있으며, 제 3 볼록부(82) 및 제 4 볼록부(83)는, 적층 방향(H) 및 제 1 교차 방향과 교차하는 제 2 교차 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.

Description

축전 장치{POWER STORAGE DEVICE}
본 개시는, 축전 장치에 관한 것이다.
종래부터 복수의 축전 셀이 적층된 축전 모듈을 구비한 축전 장치에 대하여 각종 제안되고 있다. 일본국 공개특허 특개2013-229266호 공보에 기재된 축전 장치는, 축전 모듈과, 한 쌍의 버스바 모듈과, 수용 케이스를 구비한다.
축전 모듈은, 상하 방향으로 적층된 복수의 전지를 포함한다. 수용 케이스는, 축전 모듈의 양측에 배치된 측벽과, 상하면에 배치된 엔드 플레이트를 포함한다.
상기한 바와 같이 구성된 축전 장치에 있어서, 충방전을 행하면 축전 모듈이 상하 방향으로 부풀어 오르도록 변형된다.
이 때, 수용 케이스에 큰 하중이 가해져, 수용 케이스가 변형될 우려가 있다. 또한, 축전 장치가 차량에 탑재된 상태에 있어서는, 차량이 주행함으로써, 축전 장치가 진동하는 경우가 있다.
본 개시는, 상기와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 충방전 시에 축전 모듈로부터 수용 케이스에 가해지는 하중을 저감하고, 축전 장치의 진동을 억제할 수 있는 축전 장치를 제공하는 것이다.
축전 장치는, 적층 방향으로 적층된 복수의 축전 셀을 포함하는 축전 모듈과, 축전 모듈을 수용하는 수용 케이스와, 수용 케이스 내에 배치된 적어도 1개의 제 1 판부와, 수용 케이스 내에 배치된 적어도 1개의 제 2 판부를 구비한다. 상기 제 1 판부에는, 적층 방향의 일방측을 향하여 돌출하는 제 1 볼록부와, 적층 방향의 타방측을 향하여 돌출하는 제 2 볼록부가 형성되어 있다. 상기 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는, 적층 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 교차 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 상기 제 2 판부에는, 적층 방향의 일방측을 향하여 돌출하는 제 3 볼록부와, 적층 방향의 타방측을 향하여 돌출하는 제 4 볼록부가 형성되어 있다. 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부는, 적층 방향 및 제 1 교차 방향과 교차하는 제 2 교차 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.
상기의 축전 장치에 의하면, 충방전에 의해 축전 모듈이 적층 방향으로 부풀어 오르도록 변형하였을 때에, 제 1 볼록부, 제 2 볼록부, 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부에 있어서, 각 볼록부의 돌출 높이가 낮아지도록 변형된다. 이에 의해, 축전 모듈이 변형하였다고 하여도, 수용 케이스에 가해지는 하중을 저감할 수 있으며, 수용 케이스의 변형을 억제할 수 있다.
제 1 판부에는 제 1 교차 방향으로 연장되는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부가 형성되어 있으며, 제 2 판부에는 제 2 교차 방향으로 연장되는 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부가 형성되어 있기 때문에, 축전 장치에 진동이 가해졌다고 하여도, 축전 장치가 크게 진동하는 것을 억제할 수 있다.
상기 축전 모듈 및 수용 케이스의 사이와, 축전 셀 사이 중 어느 곳에 있어서, 제 1 판부 또는 제 2 판부가 배치되어 있다. 상기 제 1 판부 및 제 2 판부는, 평판을 사이에 두고 배치되어 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부의 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도 1은, 본 실시형태와 관련되는 축전 장치(1) 등을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 있어서의 단면도이다.
도 3은, 축전 모듈(20) 및 판부(28,29) 등을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 축전 셀(30)을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 축전 셀(30)의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 6은, 판부(28)를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 참고예로서의 평판(16)을 나타내는 단면도이다.
도 8은, 판부(29)를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 평판(16)을 나타내는 단면도이다.
도 10은, 적층 방향(H) 및 길이 방향(L)을 지나는 평면에 있어서의 단면도이다.
도 11은, 축전 장치(1A)를 나타내는 단면도이다.
도 12는, 축전 장치(1B)를 나타내는 단면도이다.
도 13은, 판부의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 1에서 도 13을 이용하여, 본 실시형태와 관련되는 축전 장치에 대하여 설명한다. 도 1에서 도 13에 나타내는 구성 중, 동일 또는 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙여서 중복되는 설명을 생략한다.
도 1은, 본 실시형태와 관련되는 축전 장치(1) 등을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 조전지(100)는, 축전 장치(1)와, 냉각 장치(5,6)를 구비한다. 축전 장치(1)는, 수용 케이스(2)와, 정극 외부 단자(3)와, 부극 외부 단자(4)를 구비한다.
수용 케이스(2)는, 대략 직방체 형상으로 형성되어 있다. 수용 케이스(2)는, 천정판(10)과, 바닥판(11)과, 측벽(12,13)과, 단벽(端壁)(14,15)을 포함한다. 측벽(12) 및 측벽(13)은 폭방향(W)으로 배열되어 있으며, 측벽(12) 및 측벽(13)은 길이 방향(L)으로 연장되도록 형성되어 있다. 단벽(14) 및 단벽(15)은 길이 방향(L)으로 배열되어 있으며, 단벽(14) 및 단벽(15)은 폭방향(W)으로 연장되도록 형성되어 있다.
정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4)는, 천정판(10)의 상면에 마련되어 있다. 정극 외부 단자(3) 및 부극 외부 단자(4)는 폭방향(W)으로 간격을 두고 배치되어 있다.
냉각 장치(5)는 측벽(12)에 배치되어 있으며, 냉각 장치(6)는 측벽(13)에 배치되어 있다. 냉각 장치(5) 및 냉각 장치(6) 내에는 냉각액(C)이 흐르고 있다. 또한, 도 1에 있어서, 냉각 장치(5) 및 냉각 장치(6)는, 그 일부를 단면으로 보고 있으며, 일부가 생략되어 있다.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 있어서의 단면도이다. 축전 장치(1)는, 축전 모듈(20)과, 축전 모듈(20)에 접속된 버스바(21,22)와, 절연 부재(25,26)와, 절연막(27)과, 판부(28,29)를 포함한다.
판부(28)는, 축전 모듈(20)과, 천정판(10)의 사이에 배치되어 있다. 판부(29)는, 축전 모듈(20)과, 바닥판(11)의 사이에 배치되어 있다.
도 3은, 축전 모듈(20) 및 판부(28,29) 등을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 축전 모듈(20)은, 적층 방향(H)으로 적층된 복수의 축전 셀(30,31,32)과, 복수의 접속 부재(33,34)를 포함한다. 또한, 길이 방향(제 1 교차 방향)(L)은 적층 방향(H)과 교차하는 방향이다. 폭방향(제 2 방향)(W)은, 길이 방향(L)과 교차하는 것과 함께, 적층 방향(H)과 교차하는 방향이다. 또한, 길이 방향(L) 및 폭방향(W)은 적층 방향(H)과 직교하고 있으며, 길이 방향(L) 및 폭방향(W)은 직교하고 있다.
축전 셀(31,32)은 축전 셀(30)과 실질적으로 동일한 구성이므로 축전 셀(30)에 대하여 설명한다.
도 4는, 축전 셀(30)을 나타내는 사시도이며, 도 5는, 축전 셀(30)의 일부를 나타내는 단면도이다. 축전 셀(30)은, 전극체(35)와, 외장체(36)와, 정극 집전판(37)과, 부극 집전판(38)을 포함한다.
외장체(36)는, 알루미늄 라미네이트 필름 등에 의해 형성되어 있다. 외장체(36)는, 전극체(35)와, 도시되어 있지 않은 전해액을 내부에 수용하고 있다.
외장체(36)는, 상측 필름(39A) 및 하측 필름(39B)을 포함한다. 상측 필름(39A)은 전극체(35)를 상방으로부터 덮도록 배치되어 있으며, 하측 필름(39B)은 전극체(35)를 하방으로부터 덮도록 마련되어 있다.
또한, 상측 필름(39A)의 외주연부(外周緣部)와, 하측 필름(39B)의 외주연부는 도시되어 있지 않은 접착제에 의해 접착되어 있다.
전극체(35)는 직방체 형상으로 형성되어 있다. 전극체(35)는, 적층 방향(H)으로 적층된 복수의 정극 시트(42)와, 복수의 세퍼레이터(43)와, 복수의 부극 시트(44)를 포함한다. 또한, 정극 시트(42) 및 부극 시트(44)의 사이에 세퍼레이터(43)가 배치되어 있다.
정극 시트(42)는, 알루미늄박(45)과, 알루미늄박(45)의 표리면에 형성된 정극합재층을 포함한다. 부극 시트(44)는, 구리박(46)과, 구리박(46)의 표리면에 형성된 부극합재층을 포함한다.
알루미늄박(45)은, 전극체(35)의 일방의 측면(47)측으로 인출되어 있으며, 구리박(46)은 전극체(35)의 타방의 측면(48)측으로 인출되어 있다. 또한, 측면(47) 및 측면(48)은 폭방향(W)으로 배열되어 있으며, 길이 방향(L)으로 연장되도록 형성되어 있다.
정극 집전판(37)은 알루미늄 등에 의해 형성되어 있다. 정극 집전판(37)은 측면(47)측에 배치되어 있으며, 정극 집전판(37)에는 복수의 알루미늄박(45)이 용접되어 있다.
정극 집전판(37)의 상면에는 접착제(52)가 형성되어 있으며, 접착제(52)는 상측 필름(39A)과 정극 집전판(37)을 접착하고 있다. 정극 집전판(37)의 하면에는 접착제(53)가 형성되어 있으며, 접착제(53)는 하측 필름(39B)과 정극 집전판(37)을 접착하고 있다. 또한, 접착제(52,53)는 폭방향(W)에 있어서 외장체(36)의 외측에까지 연출(延出)되어 있다.
정극 집전판(37)은 폭방향(W)에 있어서 외장체(36) 및 접착제(52,53)보다도 외측으로 돌출하고 있다. 정극 집전판(37)은, 외장체(36) 및 접착제(52,53)로부터 노출하는 노출부(50)를 포함한다.
부극 집전판(38)은 구리 등에 의해 형성되어 있다. 부극 집전판(38)은 측면(48)측에 배치되어 있으며, 부극 집전판(38)에는 복수의 구리박(46)이 용접되어 있다.
부극 집전판(38)의 상면에는 접착제(54)가 형성되어 있으며, 접착제(54)는 부극 집전판(38) 및 상측 필름(39A)을 접착하고 있다. 부극 집전판(38)의 하면에는 접착제(55)가 형성되어 있으며, 접착제(55)는, 부극 집전판(38) 및 하측 필름(39B)을 접착하고 있다. 또한, 접착제(54,55)는 폭방향(W)에 있어서 외장체(36)의 외측에까지 연출되어 있다.
부극 집전판(38)은 폭방향(W)에 있어서 외장체(36) 및 접착제(54,55)로부터 외부로 돌출하고 있으며, 부극 집전판(38)은 외장체(36) 및 접착제(54,55)로부터 노출하는 노출부(51)를 포함한다.
도 2로 되돌아가서, 축전 셀(31)은, 정극 집전판(60)과, 부극 집전판(61)과, 외장체(62)를 포함하고, 외장체(62) 내에는 전극체 및 전해액이 수용되어 있다. 정극 집전판(60)은 정극 집전판(37)과 마찬가지로, 노출부(63)를 포함한다. 부극 집전판(61)은, 부극 집전판(38)과 마찬가지로, 노출부(64)를 포함한다.
축전 셀(32)은, 정극 집전판(70)과, 부극 집전판(71)과, 외장체(72)를 포함하고, 외장체(72) 내에는 전극체 및 전해액이 수용되어 있다. 정극 집전판(70)은 정극 집전판(37)과 마찬가지로, 노출부(73)를 포함한다. 부극 집전판(71)은, 부극 집전판(38)과 마찬가지로, 노출부(74)를 포함한다.
그리고, 정극 집전판(37)과, 부극 집전판(61)과, 정극 집전판(70)은, 적층 방향(H)으로 배열되어 있으며, 부극 집전판(38)과, 정극 집전판(60)과, 부극 집전판(71)은, 적층 방향(H)으로 배열되어 있다.
접속 부재(33)는, 정극 집전판(37)의 노출부(50)와, 부극 집전판(61)의 노출부(64)를 접속하도록 배치되어 있다. 접속 부재(34)는, 정극 집전판(60)의 노출부(63)와, 부극 집전판(71)의 노출부(74)를 접속하도록 마련되어 있다.
버스바(21)는, 부극 집전판(38)의 노출부(51)의 상면에 용접되어 있다. 버스바(22)는, 정극 집전판(70)의 노출부(73)의 하면에 용접되어 있다. 버스바(21)는, 도 1에 나타내는 부극 외부 단자(4)에 접속되어 있으며, 버스바(22)는 정극 외부 단자(3)에 접속되어 있다.
도 3에 있어서, 판부(28)에는, 복수의 볼록부(80) 및 볼록부(81)가 형성되어 있다. 볼록부(80)는, 적층 방향(H)에 있어서 일방측을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 볼록부(81)는, 적층 방향(H)의 타방측을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 이 도 3에 나타내는 예에 있어서는, 볼록부(80)는 상방을 향하여 돌출하도록 형성되어 있으며, 볼록부(81)는 하방을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다.
볼록부(80) 및 볼록부(81)는 길이 방향(L)으로 연장되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 볼록부(80), 볼록부(81)는, 판부(28)에 있어서, 길이 방향(L)의 일단에 위치하는 일방 짧은 변으로부터 타단에 위치하는 타방 짧은 변에 도달하도록 형성되어 있다.
볼록부(80) 및 볼록부(81)는 폭방향(W)으로 번갈아 배치되어 있다. 볼록부(80)는 적층 방향(H)의 일방측을 향하여 돌출하는 만곡면 형상으로 형성되어 있다. 볼록부(81)는, 적층 방향(H)의 타방측을 향하여 돌출하는 만곡면 형상으로 형성되어 있다. 이처럼, 판부(28)는 파판상(波板狀)으로 형성되어 있다.
판부(29)에는, 복수의 볼록부(82) 및 볼록부(83)가 형성되어 있다. 볼록부(82)는, 적층 방향(H)에 있어서 일방측을 향하여 돌출하도록 형성되어 있다. 볼록부(83)는, 적층 방향(H)에 있어서 타방측으로 돌출하도록 형성되어 있다. 또한, 이 도 8에 나타내는 예에 있어서는, 볼록부(82)는 상방으로 돌출하도록 형성되어 있으며, 볼록부(83)는 하방으로 돌출하도록 형성되어 있다. 볼록부(82,83)는 폭방향(W)으로 연장되도록 형성되어 있다. 볼록부(82,83)는, 폭방향(W)에 있어서 판부(29)의 일단측에 위치하는 일방 긴 변으로부터 타방단측에 위치하는 타방 긴 변에 도달하도록 형성되어 있다. 볼록부(82) 및 볼록부(83)는 길이 방향(L)으로 교대가 되도록 배치되어 있다. 볼록부(82)는 상방을 향하여 부풀어 오르는 만곡면 형상으로 형성되어 있다. 볼록부(83)는 하방을 향하여 부풀어 오르는 만곡면 형상으로 형성되어 있다. 이처럼, 판부(29)는 파판상으로 형성되어 있다. 또한, 판부(28,29)는, 탄성 변형 가능한 금속 재료에 의해 형성되어 있다.
도 6은, 판부(28)를 나타내는 단면도이다. 도 7은, 참고예로서의 평판(16)을 나타내는 단면도이다. 평판(16)의 판두께와, 판부(28)의 판두께는 같다. 평판(16)은, 판부(28)를 폭방향(W)으로 잡아 늘림으로써 형성되어 있다.
도 6 및 도 7에 나타내는 단면은, 적층 방향(H) 및 폭방향(W)을 지나는 평면에 있어서의 단면도이다. 당해 단면에 있어서, 판부(28)의 단면 2차 모멘트를 단면 2차 모멘트 I1이라고 하고, 평판(16)의 단면 2차 모멘트를 단면 2차 모멘트 I2라고 하면, 단면 2차 모멘트 I1쪽이 단면 2차 모멘트 I2보다도 크다.
이 때문에, 예를 들면, 판부(28) 및 평판(16)에 있어서, 길이 방향(L)의 일단을 고정단으로 하고, 타단에 하중을 가하였다고 가정한다. 이 때, 판부(28)의 단면 2차 모멘트 I1은, 평판(16)의 단면 2차 모멘트 I2보다도 크기 때문에, 판부(28)는 구부러지기 어려우며, 강성이 높다.
도 8은, 판부(29)를 나타내는 단면도이며, 도 9는, 평판(16)을 나타내는 단면도이다. 또한, 도 9 및 도 10은, 적층 방향(H) 및 길이 방향(L)을 지나는 평면에 있어서의 단면도이다.
당해 평면에 있어서, 판부(29)의 단면 2차 모멘트를 단면 2차 모멘트 I3이라고 하고, 평판(16)의 단면 2차 모멘트를 단면 2차 모멘트 I4라고 한다. 단면 2차 모멘트 I3은 단면 2차 모멘트 I4보다도 크다.
이 때문에, 판부(29) 및 평판(16)에 있어서, 폭방향(W)의 일단을 고정단으로 하고, 타단에 하중을 가하였다고 가정한다. 이 때, 단면 2차 모멘트 I3은 단면 2차 모멘트 I4보다도 크기 때문에, 판부(29)는 평판(16)보다도 구부러지기 어려우며, 강성이 높다.
도 10은, 적층 방향(H)으로 판부(28,29)로부터 떨어진 위치에서 판부(28,29)를 평면에서 본 모식도이다. 볼록부(80,81)와 볼록부(82,83)는 직교하고 있다.
또한, 평면에서 보았을 때에, 볼록부(80,81)와, 볼록부(82,83)가 직교하는 것은, 필수적인 구성은 아니며, 볼록부(80,81)와, 볼록부(82,83)가 교차하도록, 판부(28,29)가 배치되어 있으면 된다.
도 2에 있어서, 절연 부재(25)는, 측벽(12)으로부터 축전 모듈(20)에 도달하도록 충전되어 있다. 또한, 정극 집전판(37)의 노출부(50)와, 부극 집전판(61)의 노출부(64)와, 접속 부재(33)와, 버스바(22) 중 적어도 일부는, 절연 부재(25) 내에 위치하고 있다.
절연 부재(26)는, 측벽(13)으로부터 축전 모듈(20)에 도달하도록 충전되어 있다. 또한, 버스바(21) 중 적어도 일부와, 부극 집전판(38)의 노출부(51)와, 정극 집전판(60)의 노출부(63)와, 부극 집전판(71)의 노출부(74)는, 절연 부재(26) 내에 위치한다.
상기한 바와 같이 구성된 축전 장치(1)는, 예를 들면, 전동 차량에 탑재된다. 그리고, 축전 장치(1)는 충방전을 반복한다.
축전 장치(1)가 충방전하면, 축전 모듈(20)은 적층 방향(H)으로 부풀어 오르도록 변형된다. 이 때, 판부(28)의 볼록부(80,81)는, 돌출 높이가 낮아지도록 변형하고, 판부(28)는 폭방향(W)으로 연장되도록 변형된다.
판부(29)의 볼록부(82,83)는, 돌출 높이가 낮아지도록 변형하고, 판부(29)는 길이 방향(L)으로 연장되도록 변형된다.
이처럼, 판부(28,29)가 변형함으로써, 축전 모듈(20)이 적층 방향(H)으로 부풀어 오르도록 변형하는 것이 허용된다. 이에 의해, 축전 모듈(20)이 적층 방향(H)으로 부풀어 오르도록 변형하였다고 하여도, 수용 케이스(2)에 가해지는 하중이 커지는 것을 억제할 수 있으며, 수용 케이스(2)의 변형을 억제할 수 있다.
조전지(100)가 차량에 탑재된 상태에 있어서, 차량이 주행하면 축전 장치(1)에 진동이 가해지는 경우가 있다.
이 때, 예를 들면, 축전 장치(1)의 길이 방향(L)의 양단을 고정단으로 하고, 축전 장치(1)의 길이 방향(L)의 중앙을 복부(腹部)로 하여 축전 장치(1)가 진동하는 경우가 있다. 이처럼 축전 장치(1)가 진동할 때에는, 판부(28)는 구부러지기 어려우며, 강성이 높다. 그 때문에, 축전 장치(1)가 크게 진동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 예를 들면, 축전 장치(1)의 폭방향(W)의 양단을 고정단으로 하고, 축전 장치(1)의 폭방향(W)의 중앙을 복부로 하여 축전 장치(1)가 진동하는 경우가 있다. 이처럼 축전 장치(1)가 진동할 때에는, 판부(29)는 구부러지기 어려우며, 강성이 높다. 그 때문에, 축전 장치(1)가 크게 진동하는 것을 억제할 수 있다.
축전 장치(1)가 충방전 할 때에, 축전 모듈(20)의 온도가 높아진다. 이 때, 절연 부재(25)는, 노출부(50,64,73)와, 접속 부재(33)와, 버스바(22) 중 적어도 일부를 덮도록 형성되어 있다. 노출부(50,64,73)와 접속 부재(33)와 버스바(22)는, 금속 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 축전 모듈(20) 내의 열은, 절연 부재(25)로 양호하게 방열된다. 절연 부재(25)로 전달된 열은, 측벽(12)을 통하여 냉각 장치(5)로 방열된다.
절연 부재(26)는, 버스바(21) 중 적어도 일부와, 노출부(51,63,74)와, 접속 부재(34)를 덮도록 형성되어 있다. 버스바(21)와, 노출부(51,63,74)와, 접속 부재(34)는 금속 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 축전 모듈(20) 내의 열은, 절연 부재(26)로 양호하게 방열된다. 절연 부재(26)로 전달된 열은, 측벽(13)을 통하여 냉각 장치(6)로 방열된다. 이처럼, 축전 모듈(20)을 양호하게 냉각할 수 있다.
(실시형태 2)
도 11 등을 이용하여, 실시형태 2와 관련되는 축전 장치(1A)에 대하여 설명한다. 축전 장치(1A)는, 판부(28A,29A)를 구비한다.
도 11은, 축전 장치(1A)를 나타내는 단면도이다. 축전 장치(1A)는, 판부(28A) 및 판부(29A) 이외의 구성에 대해서는, 축전 장치(1)와 실질적으로 마찬가지로 구성되어 있다. 판부(28A)는, 축전 셀(30) 및 축전 셀(31)의 사이에 배치되어 있으며, 판부(29A)는, 축전 셀(31) 및 축전 셀(32)의 사이에 배치되어 있다.
판부(28A)는, 판부(28)와 마찬가지로 구성되어 있으며, 길이 방향(L)으로 연장되는 볼록부(80A,81A)가 형성되어 있다.
판부(29A)는 판부(29)와 마찬가지로 형성되어 있으며, 폭방향(W)으로 연장되는 볼록부(82A,83A)가 형성되어 있다. 또한, 판부(28A) 및 판부(29A)도 탄성 변형 가능한 금속 재료에 의해 형성되어 있다.
축전 장치(1A)에 있어서도, 충방전에 의해 축전 모듈(20)이 적층 방향(H)으로 부풀어 오르도록 변형하였을 때에 볼록부(80A,81A) 및 볼록부(82A,83A)가 변형한다. 이에 의해, 축전 모듈(20)이 부풀어 오르도록 변형하였다고 하여도 수용 케이스(2)에 가해지는 하중을 저감할 수 있다. 또한, 축전 장치(1A)에 있어서도, 축전 장치(1A)가 진동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 판부(28A)에 있어서, 폭방향(W)의 각 단부를 절연 부재(25,26)에 도달하도록 형성하여도 되고, 판부(29A)에 있어서, 폭방향(W)의 각 단부를 절연 부재(25,26)에 도달하도록 형성하여도 된다.
이처럼 형성함으로써, 충방전에 의해 축전 모듈(20)이 발열하였을 때에, 판부(28A,29A)와, 절연 부재(25,26)와, 측벽(12,13)을 통하여, 냉각 장치(5,6)로 방열할 수 있다.
(실시형태 3)
도 12를 이용하여, 본 실시형태 3과 관련되는 축전 장치(1B)에 대하여 설명한다. 축전 장치(1B)는, 판부(28B,29B)와, 평판(17,18,19)을 포함한다. 또한, 축전 장치(1B)에 있어서, 판부(28B,29B)와, 평판(17,18,19) 이외의 구성에 대해서는, 축전 장치(1)와 실질적으로 같다.
도 12는, 축전 장치(1B)를 나타내는 단면도이다. 판부(28B)와 판부(29B)와 평판(17,18,19)은, 축전 셀(30) 및 축전 셀(31)의 사이에 배치되어 있다. 평판(17)은, 판부(28B) 및 판부(29B)의 사이에 배치되어 있다. 평판(18)은, 축전 셀(30) 및 판부(28B)의 사이에 배치되어 있으며, 평판(19)은, 축전 셀(31) 및 판부(29B)의 사이에 배치되어 있다.
또한, 판부(28B)는 판부(28)와 마찬가지로, 길이 방향(L)으로 연장되는 볼록부(80B,81B)가 형성되어 있다. 판부(29B)는, 판부(29)와 마찬가지로, 폭방향(W)으로 연장되는 볼록부(82B,83B)가 형성되어 있다. 판부(28B)와 판부(29B)는 탄성 변형 가능한 금속 재료에 의해 형성되어 있다.
평판(17)은, 판부(28B)와 판부(29B)의 사이에 배치되어 있다. 평판(17)은 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 이 축전 장치(1B)에 있어서, 축전 모듈(20)이 부풀어 오르도록 변형하면, 볼록부(80B,81B)와, 볼록부(82B,83B)가 변형한다. 그리고, 판부(28B)는, 폭방향(W)으로 연장되도록 변형된다. 이 때, 판부(28B)의 볼록부(81B)와 평판(17)의 접촉 부위도 폭방향(W)으로 변위한다.
평판(17)은 평판 형상으로 형성되어 있기 때문에, 판부(28B) 및 평판(17)의 사이의 마찰은 작고, 판부(28B)는 양호하게 변형할 수 있다. 마찬가지로, 판부(29B)도 볼록부(82B)와 평판(17)의 마찰이 작기 때문에, 판부(29B)도 양호하게 변형할 수 있다.
판부(28B)의 볼록부(80B)는 평판(18)과 접촉하고 있으며, 판부(29B)의 볼록부(83B)는 평판(19)과 접촉하고 있다. 볼록부(80B) 및 평판(18)의 마찰은 작고, 볼록부(83B) 및 평판(19)의 마찰도 작다. 그 때문에, 판부(28B) 및 판부(29B)는 양호하게 변형할 수 있다.
또한, 판부(28B)에는, 볼록부(80B,81B)가 형성되어 있으며, 판부(29B)에는, 볼록부(82B) 및 볼록부(83B)가 형성되어 있다. 이 때문에, 충방전에 의해 축전 모듈(20)이 부풀어 오르도록 변형하였다고 하여도, 축전 모듈(20)에 큰 하중이 가해지는 것을 억제할 수 있다. 추가로, 축전 장치(1)에 진동이 가해졌다고 하여도, 축전 장치(1)가 크게 진동하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실시형태 3에 있어서는, 판부(28B,29B)와, 평판(17)은, 축전 셀(30) 및 축전 셀(31)의 사이에 배치되어 있지만, 축전 셀(31) 및 축전 셀(32)의 사이에 배치하도록 하여도 된다.
도 13은, 판부의 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 13에 있어서는, 판부(28C)와 판부(29C)를 평면에서 본 도이다. 판부(28C)에 형성된 볼록부(80) 및 볼록부(81)는, 경사 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 볼록부(80,81)는 폭방향(W)을 향함에 따라서 길이 방향(L)을 향하도록 형성되어 있다. 판부(29C)에 형성된 볼록부(82) 및 볼록부(83)도 경사 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 그리고, 볼록부(80,81)와, 볼록부(82,83)는 직교하고 있다.
또한, 판부(28B,29B)와 평판(17)을 수용 케이스(2) 및 축전 모듈(20)의 사이에 배치하도록 하여도 된다. 또한, 상기의 축전 장치에 있어서, 각 축전 셀에는, 전해액이 수용된 예에 대하여 설명하였지만, 각 축전 셀로서 고체전지가 채용된 예에도 본 개시를 적용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내지며, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (3)

  1. 적층 방향으로 적층된 복수의 축전 셀을 포함하는 축전 모듈과,
    상기 축전 모듈을 수용하는 수용 케이스와,
    상기 수용 케이스 내에 배치된 적어도 1개의 제 1 판부와,
    상기 수용 케이스 내에 배치된 적어도 1개의 제 2 판부를 구비하고,
    상기 제 1 판부에는, 상기 적층 방향의 일방측을 향하여 돌출하는 제 1 볼록부와, 상기 적층 방향의 타방측을 향하여 돌출하는 제 2 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는, 상기 적층 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 교차 방향으로 연장되도록 형성되어 있으며,
    상기 제 2 판부에는, 상기 적층 방향의 일방측을 향하여 돌출하는 제 3 볼록부와, 상기 적층 방향의 타방측을 향하여 돌출하는 제 4 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 제 3 볼록부 및 상기 제 4 볼록부는, 상기 적층 방향 및 상기 제 1 교차 방향과 교차하는 제 2 교차 방향으로 연장되도록 형성된, 축전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 축전 모듈 및 상기 수용 케이스의 사이와, 상기 축전 셀 사이 중 어느 곳에 있어서, 상기 제 1 판부 또는 상기 제 2 판부가 배치된, 축전 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 판부 및 상기 제 2 판부는, 평판을 사이에 두고 배치된, 축전 장치.
KR1020220037979A 2021-03-31 2022-03-28 축전 장치 KR20220136201A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021060124A JP7468436B2 (ja) 2021-03-31 2021-03-31 蓄電装置
JPJP-P-2021-060124 2021-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220136201A true KR20220136201A (ko) 2022-10-07

Family

ID=80978827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220037979A KR20220136201A (ko) 2021-03-31 2022-03-28 축전 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220320663A1 (ko)
EP (1) EP4068482A1 (ko)
JP (1) JP7468436B2 (ko)
KR (1) KR20220136201A (ko)
CN (1) CN115149194A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022156429A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010040295A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP2010101596A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Toyota Motor Corp 熱交換器及びその製造方法
JP5521442B2 (ja) 2009-09-01 2014-06-11 日産自動車株式会社 組電池
JP5419719B2 (ja) * 2010-01-04 2014-02-19 三菱電機株式会社 プレート式熱交換器及びヒートポンプ装置
KR101240702B1 (ko) * 2011-02-18 2013-03-11 로베르트 보쉬 게엠베하 배리어의 구조가 개선된 배터리 모듈
JP5916500B2 (ja) 2012-04-27 2016-05-11 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 組電池
US20140091748A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Quantumscape Corporation Battery control systems
JP2014170697A (ja) 2013-03-05 2014-09-18 Honda Motor Co Ltd 組電池
JP6204320B2 (ja) * 2014-09-30 2017-09-27 トヨタ自動車株式会社 電池スタック
JP6344245B2 (ja) * 2015-01-14 2018-06-20 株式会社デンソー 電池モジュール
US9929441B2 (en) * 2015-10-02 2018-03-27 Bosch Battery Systems, Llc Elastic bellows and battery cell assemblies including same
JP2017103158A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 株式会社豊田自動織機 電池パック
JP6753666B2 (ja) * 2015-12-21 2020-09-09 株式会社日本クライメイトシステムズ 蓄冷エバポレータ
JP6755741B2 (ja) * 2016-07-29 2020-09-16 株式会社東芝 電池装置及び電池システム
US10784477B2 (en) * 2016-11-28 2020-09-22 Viking Power Systems Pte. Ltd. Rechargeable battery with elastically compliant housing
JP7027902B2 (ja) * 2018-01-17 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP2019186021A (ja) * 2018-04-10 2019-10-24 株式会社豊田自動織機 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
JP7041762B2 (ja) 2021-01-18 2022-03-24 愛三工業株式会社 ポペットバルブ

Also Published As

Publication number Publication date
CN115149194A (zh) 2022-10-04
US20220320663A1 (en) 2022-10-06
JP2022156433A (ja) 2022-10-14
EP4068482A1 (en) 2022-10-05
JP7468436B2 (ja) 2024-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6494870B2 (ja) 冷却性能の改善したバッテリーモジュール
KR20130105596A (ko) 축전 모듈
JP7024735B2 (ja) 蓄電装置
KR101447064B1 (ko) 연결 신뢰성이 향상된 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
CN114207912A (zh) 电源装置和使用该电源装置的电动车辆以及蓄电装置
KR20220136201A (ko) 축전 장치
CN113574718A (zh) 用于使相邻的电池单体绝缘的隔板和电源装置
WO2019021778A1 (ja) 電池モジュール及びこれを装備する車両
EP4068469A1 (en) Power storage device
KR20220136200A (ko) 축전 장치
CN115149162B (zh) 蓄电装置
JP7424338B2 (ja) 蓄電装置
JP7416005B2 (ja) 蓄電装置
CN115149174B (zh) 蓄电单元及车辆
KR20230114206A (ko) 전지 팩
KR20230170563A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
JP2012209131A (ja) 電池