WO2018230524A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2018230524A1
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corner
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storage element
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彰吾 ▲つる▼田
雄太 川井
彬 和田
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株式会社Gsユアサ
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Definitions

  • the present invention relates to a power storage device including a power storage element and a connection member electrically connected to an electrode terminal of the power storage element.
  • connection member may be thermally expanded by energization.
  • a connection member having a bent stress relaxation portion bending portion
  • the constituent members of the power storage device be arranged close to each other or made compact. This is the same for the storage element connected via the connection member and the connection target.
  • the bent portion interferes with the electrode terminal of the power storage element if the bent portion and the power storage element are too close to each other. If it arrange
  • an object of the present invention is to provide a power storage device that can realize downsizing by suppressing interference between a bent portion of a connection member and an electrode terminal.
  • a power storage device includes a power storage element and a connection member that is electrically connected to an electrode terminal of the power storage element, and the connection member faces the electrode terminal.
  • the electrode terminal includes an outer peripheral surface portion and a surface portion facing the facing portion of the connection member, and faces the bending portion.
  • the first corner portion formed by the outer peripheral surface portion and the surface portion is entirely located inside the intersection where the virtual extension surface of the surface portion and the virtual extension surface of the outer peripheral surface portion intersect.
  • the bent portion of the connecting member is bent from the facing portion toward the power storage element, the bent portion does not protrude from the facing portion on the side opposite to the power storage element. Therefore, since the amount by which the connecting member protrudes outward from the power storage element can be suppressed, the height of the entire power storage element can be suppressed.
  • the first corner portion of the electrode terminal Since the entire first corner portion of the electrode terminal is located inside the intersection where the virtual extension surface of the surface portion and the virtual extension surface of the outer peripheral surface portion intersect, the first corner portion becomes a bent portion of the connection member. Interference can be suppressed. Thereby, the electrode terminal of an electrical storage element can be brought closer to the bending part of a connection member, and an electrical storage element and a connection member can be arrange
  • the power storage device includes a plurality of power storage elements arranged side by side in the first direction, the connecting member includes a plurality of facing portions respectively facing the electrode terminals of at least two power storage elements, and the bent portion includes a plurality of The first corner portion may be along a second direction orthogonal to the first direction among the electrode terminals while being positioned between the facing portions.
  • the first corner Since the first corner is formed along the second direction, the first corner does not protrude in the first direction. Thereby, an electrical storage element can be arrange
  • the power storage device further includes an insulating member disposed between the bent portion and the power storage element, the bent portion faces a terminal arrangement surface on which the electrode terminal of the power storage element is disposed, You may arrange
  • the insulating member Since the insulating member is disposed between the bent portion and the power storage element, the insulating member can insulate the bent portion from the power storage element even if the bent portion is brought closer to the power storage element. Since the bent portion of the connection member and the insulating member are arranged so as to overlap the terminal arrangement surface of the power storage element, the interval between the two power storage elements connected by the connection member can be reduced. Therefore, the two power storage elements, the insulating member, and the connecting member can be arranged more compactly.
  • the first corner may have a curved shape with a smaller radius of curvature than the bent portion.
  • the bent portion will be steeper than the first corner even if the first corner is positioned closer to the bent portion. Because it is, it will interfere.
  • the first corner is curved with a smaller radius of curvature than the bent portion, the first corner is curved steeper than the bent portion. Can be placed close together.
  • the surface area can be increased. Therefore, the contact area when the facing portion of the connection member is brought into contact with the surface portion can be increased, and the conductivity between the connection member and the electrode terminal can be increased.
  • the electrode terminal includes a second corner portion formed by the outer peripheral surface portion and the surface portion at a position not facing the bent portion, the first corner portion and the second corner portion are curved, and the first corner portion is The radius of curvature may be larger than that of the second corner.
  • the electrode terminal may be deburred at the time of manufacture, and the corner may be curved. Since this corner is formed by deburring, the radius of curvature is small. For this reason, in a portion corresponding to the first corner, further processing is added to increase the radius of curvature. And the part which does not oppose a bending part among the parts which were not processed becomes a 2nd corner
  • the power storage device of the present invention it is possible to reduce the size by suppressing the interference between the bent portion of the connection member and the electrode terminal.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a power storage device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device according to the embodiment is disassembled.
  • FIG. 3 is a perspective view of the holding member according to the embodiment as viewed from the positive side in the Z-axis direction.
  • FIG. 4 is a perspective view of the holding member according to the embodiment as viewed from the minus side in the Z-axis direction.
  • FIG. 5 is a perspective view of the state in which the holding member according to the embodiment holds the connection member, as viewed from the Z-axis direction plus side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the surrounding structure of the connection member opening according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a power storage device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device according to the embodiment is disassembled.
  • FIG. 3 is a perspective view of the holding member according to
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the surrounding structure of the connection member opening according to the embodiment.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the positional relationship between the first corner portion on the bent portion side and the bent portion according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the radius of curvature of the first corner and the radius of curvature of one end of the bent portion according to the embodiment.
  • the direction in which the electrode terminals are arranged in one power storage element or the facing direction of the short side surface of the container of the power storage element is defined as the X-axis direction.
  • the direction in which the storage elements are arranged, the direction in which the long side surfaces of the containers of the storage elements are opposed, or the thickness direction of the container is defined as the Y-axis direction.
  • the alignment direction of the exterior body main body and the lid of the power storage device, the alignment direction of the power storage element, the bus bar (connection member) and the substrate, the alignment direction of the container main body and the lid of the power storage element, or the vertical direction is the Z-axis direction. Define.
  • X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (in the following embodiment, orthogonal). Although the case where the Z-axis direction does not become the vertical direction may be considered depending on the usage mode, the Z-axis direction will be described below as the vertical direction for convenience of explanation.
  • the X axis direction plus side indicates the arrow direction side of the X axis
  • the X axis direction minus side indicates the side opposite to the X axis direction plus side. The same applies to the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of power storage device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device 1 according to the present embodiment is disassembled.
  • the power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside.
  • the power storage device 1 is a battery module used for power storage use, power supply use, and the like.
  • the power storage device 1 is, for example, an automobile such as an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), or a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), a motorcycle, a watercraft, a snowmobile, an agricultural machine, a construction It is used as a battery for driving a moving body such as a machine or starting an engine.
  • EV electric vehicle
  • HEV hybrid electric vehicle
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • the power storage device 1 includes an exterior body 10 including a lid body 11 and an exterior body body 12, a plurality of electrical storage elements 20 accommodated inside the exterior body 10, a connection member 30, and a holding member. A member 40 and a substrate 50 are provided.
  • the exterior body 10 is a rectangular (box-shaped) container (module case) constituting the exterior body of the power storage device 1. That is, the exterior body 10 is disposed outside the plurality of power storage elements 20, the connection member 30, the holding member 40, the substrate 50, and the like, holds the power storage elements 20 in a predetermined position, and protects them from impacts and the like.
  • the exterior body 10 includes a lid body 11 constituting a lid body of the exterior body 10 and an exterior body body 12 constituting the main body of the exterior body 10.
  • the lid 11 is a flat rectangular member that closes the opening of the exterior body 12, and has a positive-side external terminal 13 and a negative-side external terminal 14.
  • the external terminals 13 and 14 are electrically connected to the power storage element 20, and the power storage device 1 charges electricity from the outside via the external terminals 13 and 14 and discharges electricity to the outside.
  • the exterior body 12 is a bottomed rectangular cylindrical housing (housing) in which an opening is formed, and houses the power storage element 20 and the like.
  • the external terminals 13 and 14 are made of a metal conductive member such as aluminum or aluminum alloy, for example.
  • Other parts of the outer package 10 are made of an insulating material such as polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyphenylene sulfide resin (PPS), polybutylene terephthalate (PBT), or ABS resin. Yes.
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PBT polybutylene terephthalate
  • ABS resin ABS resin
  • the electricity storage element 20 is a secondary battery (unit cell) that can charge and discharge electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the power storage element 20 has a flat rectangular parallelepiped shape (square shape), and in this embodiment, four power storage elements 20 are arranged in the Y-axis direction.
  • the shape of the electricity storage element 20 and the number of the electricity storage elements 20 arranged are not limited.
  • the storage element 20 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery or a capacitor, and the user does not charge the battery. Also, a primary battery that can use stored electricity may be used.
  • the electricity storage element 20 includes a metal container 21, and a lid portion of the container 21 is provided with a pair of terminal portions 22 (a positive electrode terminal portion and a negative electrode terminal portion).
  • the pair of terminal portions 22 are arranged so as to protrude from the lid portion of the container 21 toward the connection member 30 (upward, that is, toward the Z axis direction plus side).
  • the terminal portion 22 includes an electrode terminal 221 (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) to which the connection member 30 is connected, and an insulating portion 222 that insulates the electrode terminal 221 from the container 21.
  • the power storage device 1 can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside.
  • each power storage element 20 is arranged so that the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of adjacent power storage elements 20 are inverted.
  • the lid portion of the container 21 may be provided with a liquid injection part for injecting an electrolytic solution, a gas discharge valve for discharging gas and releasing the pressure when the pressure in the container 21 rises.
  • a liquid injection part for injecting an electrolytic solution
  • a gas discharge valve for discharging gas and releasing the pressure when the pressure in the container 21 rises.
  • an electrode body also referred to as a power storage element or a power generation element
  • a current collector a positive electrode current collector and a negative electrode current collector
  • an electrolytic solution non-aqueous electrolyte
  • the main body portion of the container 21 is formed in a flat box shape with the upper end opened.
  • the side surface having the largest area in the main body portion of the container 21 is a long side surface, and the side surface having a smaller area than the long side surface is a short side surface.
  • the long side surface of the main body portion of the container 21 faces the Y-axis direction, and the short side surface faces the X-axis direction.
  • connection member 30 is a rectangular plate-like member that electrically connects the electrode terminals 221 of the plurality of power storage elements 20 in a state of being disposed on the holding member 40.
  • the connection member 30 is formed of a metal conductive member such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or the like.
  • connection members 30 are provided. These three connection members 30 are connection members connected to the electrode terminals 221 (positive terminal and negative terminal) of the four power storage elements 20. Of the electrode terminals 221 of the four power storage elements 20, the electrode terminal 221 to which the connecting member 30 is not connected is connected to the external terminals 13 and 14 via a bus bar (not shown). Thereby, the external terminals 13 and 14 and the four electrical storage elements 20 are connected in series by the three connection members and the bus bar.
  • the holding member 40 is an electrical component tray that holds the substrate 50, the storage element 20, the connection member 30, and other wirings (not shown) while being disposed above the plurality of storage elements 20.
  • the holding member 40 can insulate the substrate 50, the power storage element 20, the connection member 30, and the like from other members, and regulate the position of the substrate 50, the connection member 30, and the like.
  • the holding member 40 is made of an insulating material such as PC, PP, PE, PPS, PBT, or ABS resin. Details of the holding member 40 will be described later.
  • the substrate 50 is a control substrate that is placed on the holding member 40 and fixed to the holding member 40.
  • the substrate 50 has a control circuit (not shown), and acquires various types of information such as a charge state and a discharge state of the plurality of power storage elements 20, a voltage value, a current value, a temperature, Control on / off of the relay and communicate with other devices.
  • FIG. 3 is a perspective view of the holding member 40 according to the embodiment as viewed from the positive side in the Z-axis direction.
  • FIG. 4 is a perspective view of the holding member 40 according to the embodiment as viewed from the negative side in the Z-axis direction.
  • the holding member 40 is formed with an opening 41 that exposes the terminal portion 22 at a position corresponding to each terminal portion 22 of each power storage element 20.
  • a total of eight openings 41 having a substantially rectangular shape in plan view are arranged in two rows and four columns.
  • the row direction is the X-axis direction
  • the column direction is the Y-axis direction.
  • a pair of terminal portions 22 of one power storage element 20 is disposed in the two openings 41 arranged in the same row.
  • a gas flow path 49 is formed between the rows of the openings 41 to allow the exhaust gas discharged from the gas discharge valve of the power storage element 20 to flow outside the power storage device 1.
  • FIG. 5 is a perspective view of the state in which the holding member 40 according to the embodiment holds the connection member 30 as viewed from the plus side in the Z-axis direction.
  • the eight openings 41 include a connection member opening 41a in which the connection member 30 is disposed and a bus bar opening 41b in which a bus bar (not shown) is disposed.
  • Two connecting member openings 41a are adjacent to each other in the Y-axis direction, and one connecting member 30 is arranged with respect to one set of connecting member openings 41a.
  • all four openings 41 are connection member openings 41a.
  • two sets of connection member openings 41a are provided.
  • connection member openings 41a are bus bar openings 41b, and the remaining openings 41 are connection member openings 41a.
  • connection member openings 41a In the row on the plus side in the X-axis direction, one set of connection member openings 41a is provided.
  • Each connection member opening 41a is surrounded by a surrounding wall 43a.
  • Each bus bar opening 41b is surrounded by a surrounding wall 43b.
  • a beam portion 44 that is long in the X-axis direction is bridged in the surrounding wall 43a. The two spaces surrounded by the surrounding wall 43a and the beam portion 44 constitute a set of connection member openings 41a.
  • the surrounding wall 43a and the beam portion 44 forming the connection member opening 41a and the surrounding wall 43b forming the bus bar opening 41b have a plurality of positioning portions that contact the terminal portion 22 to position the terminal portion 22. 46 is provided.
  • the positioning unit 46 will be described in detail. Here, the positioning part 46 in the pair of connection member openings 41a will be described, and the description of the positioning part 46 in the bus bar opening 41b will be omitted.
  • FIG. 6 and 7 are cross-sectional views showing the surrounding structure of the connection member opening 41a according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a cut surface parallel to the YZ plane including the VI-VI line in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a cut surface parallel to the ZX plane including the line VII-VII in FIG. 6 and 7, the electric storage element 20 is not shown in a sectional view, but the outer shape of the electric storage element 20 is illustrated.
  • an inner wall surface extending in the X-axis direction is a first wall surface 431, and an inner wall surface extending in the Y-axis direction is a second wall surface 432.
  • An inner wall surface extending in the X-axis direction in the beam portion 44 is a third wall surface 433.
  • connection member opening 41a two positioning portions 46 are arranged on the first wall surface 431 at a predetermined interval in the X-axis direction.
  • the positioning portion 46 of the first wall surface 431 is a protrusion that protrudes in the Y-axis direction (first direction) so as to go inward of the connection member opening 41a.
  • One connection member opening 41a is provided with one positioning portion 46 on each of a pair of opposing second wall surfaces 432.
  • the positioning portion 46 of the second wall surface 432 is a protrusion that protrudes in the X-axis direction (second direction) so as to go inward of the connection member opening 41a.
  • two positioning portions 46 are arranged on the third wall surface 433 with a predetermined interval in the X-axis direction.
  • the positioning portion 46 of the third wall surface 433 is a protrusion that protrudes in the Y-axis direction so as to be directed inward of the connection member opening 41a in a state of extending upward from the beam portion 44.
  • the positioning portion 46 includes a contact portion 461 that contacts the side surface of the terminal portion 22 and an inclined portion 462 that is continuous with the contact portion 461.
  • the inclined portion 462 is inclined so as to be separated from the side surface of the terminal portion 22 as it is separated from the contact portion 461.
  • the inclined portion 462 is inclined so as to go inward of the connection member opening 41a as it proceeds in the direction in which the terminal portion 22 enters the connection member opening 41a (Z-axis direction plus side). Since the inclined portion 462 is inclined in this way, the terminal portion 22 can be guided by the inclined portion 462 when the terminal portion 22 enters the connection member opening 41a.
  • connection member 30 Next, a specific configuration of the connection member 30 will be described.
  • connection member 30 integrally includes a pair of facing portions 31 that face the electrode terminals 221 and a bent portion 32 that bends toward the power storage element 20 from the pair of facing portions 31.
  • a circular through hole 311 is formed in the facing portion 31, and the facing portion 31 and the electrode terminal 221 are welded through the through hole 311.
  • the bent portion 32 is disposed between the pair of opposed portions 31 and has a substantially cos wave shape. As a result, the bent portion 32 is disposed between the terminal portions 22 of the pair of adjacent power storage elements 20.
  • the radius of curvature R1 at the center of the bent portion 32 and the radius of curvature R2 at both ends are equal, but they may be different.
  • the terminal portion 22 of the electricity storage device 20 is disposed on the surface of the lid portion of the container 21.
  • the surface of the lid portion of the container 21 is a terminal arrangement surface 223 on which the terminal portion 22 is arranged.
  • the surrounding walls 43 a and 43 b and the beam portion 44 of the holding member 40 are arranged above the beam portion 44.
  • the bent portion 32 of the connection member 30 is disposed above the bent portion 32 and the beam portion 44 of the connection member 30 is arranged so as to overlap the terminal arrangement surface 223 of the power storage element 20, so that these are arranged between the containers 21 of the two power storage elements 20. It does not have to be. Therefore, the interval between the two power storage elements 20 can be reduced.
  • the bent portion 32 of the connection member 30 protrudes from the surface portion 225 of the electrode terminal 221 toward the terminal arrangement surface 223 to be larger than the thickness of the electrode terminal 221 in the Z-axis direction.
  • the bent portion 32 is provided in a range reaching the insulating portion 222 beyond the electrode terminal 221 from the position of the surface portion 225 in the Z-axis direction.
  • the bent portion 32 is in contact with the beam portion 44 of the holding member 40.
  • the insulating portion 222 is positioned in the Y-axis direction at the tip of the bent portion 32 protruding in the Z-axis direction, and the beam portion 44 is positioned in the Z-axis direction.
  • the distal end in the Z-axis direction of the bent portion 32 is surrounded by an insulating member (insulating portion 222, beam portion 44), when the bent portion 32 is deformed, the distal end in the Z-axis direction of the bent portion 32 is another conductive. It is possible to prevent an accident in which a short circuit occurs due to contact with a member.
  • the terminal portion 22 includes the insulating portion 222 and the electrode terminal 221 that protrudes upward from the insulating portion 222.
  • the electrode terminal 221 is formed in a substantially rectangular shape in plan view (see FIG. 2 and the like).
  • the electrode terminal 221 on the positive electrode side and the negative electrode side is formed of a metal such as aluminum or aluminum alloy as a whole.
  • a circular portion 29 protrudes from the upper surface of the electrode terminal 221 on the negative electrode side.
  • the circular portion 29 is made of copper or a copper alloy.
  • the insulating part 222 is formed in an approximately rectangular shape in a plan view using an insulating material such as PC, PP, PE, PPS, PBT, or ABS resin.
  • the contact portion 461 of the positioning portion 46 is in contact with the outer surface of the insulating portion 222.
  • the electrode terminal 221 includes an outer peripheral surface portion 224 and a surface portion 225 that faces the connecting member 30.
  • a corner portion 226 formed by the outer peripheral surface portion 224 and the surface portion 225 has a curved shape that protrudes outward over the entire circumference of the electrode terminal 221.
  • a portion facing the bent portion 32 is a first corner portion 226a
  • a portion not facing the bent portion 32 is a second corner portion 226b. That is, the first corner portion 226a is a portion corresponding to the inner side of the pair of sides extending in the X-axis direction
  • the second corner portion 226b is a pair of sides extending in the X-axis direction.
  • deburring etc. are given at the time of manufacture, and the whole corner
  • the radius of curvature of the corner 226 is small because it is caused by deburring.
  • further processing is added to increase the radius of curvature.
  • the part which was not processed becomes the 2nd corner
  • angular part 226a is larger than the curvature radius r2 of the 2nd corner
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the positional relationship between the bent portion 32 and the first corner portion 226a on the bent portion 32 side according to the embodiment.
  • the entire first corner portion 226 a is located inside the intersection where the virtual extension surface L1 of the surface portion 225 of the electrode terminal 221 and the virtual extension surface L2 of the outer peripheral surface portion 224 intersect.
  • the first corner portion 226a is a 90-degree angle, the intersection at which the virtual extension surface L1 and the virtual extension surface L2 intersect is also filled with the first corner portion 226a. For this reason, the bending part 32 can be arrange
  • the connecting member is placed in the space.
  • 30 bent portions 32 can be arranged. That is, the electrode terminal 221 of the electricity storage element 20 can be brought closer to the bent portion 32 of the connection member 30.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing the relationship between the radius of curvature of the first corner portion 226a and the radius of curvature of one end of the bent portion 32 according to the embodiment.
  • the solid line indicates the bent portion 32
  • the broken line indicates the first corner portion 226 c as a comparative example
  • the two-dot chain line indicates the first corner portion 226 a of the present embodiment.
  • the first corner portion 226c which is a comparative example
  • the first corner portion 226a have the same width in the Y-axis direction.
  • the radius of curvature r3 of the first corner portion 226c is larger than the radius of curvature R2 of the bent portion 32.
  • the radius of curvature r1 of the first corner portion 226a is smaller than the radius of curvature R2 of the bent portion 32. That is, since the first corner portion 226a is steeper than the bent portion 32, the first corner portion 226a can be disposed closer to the bent portion 32. Specifically, in FIG.
  • the first corner 226a and the first corner 226c are arranged at the same position, but the hatched portion of the first corner 226c interferes with the bent portion 32, and the first corner 226c
  • the corner portion 226 a does not interfere with the bent portion 32. That is, in the first corner portion 226c, it can be seen that interference is not eliminated unless the first corner portion 226c is separated from the bent portion 32 as compared with the state shown in FIG.
  • power storage device 1 includes power storage element 20 and connection member 30 that is electrically connected to electrode terminal 221 of power storage element 20.
  • the connection member 30 includes a facing portion 31 that faces the electrode terminal 221, and a bent portion 32 that bends from the facing portion 31 toward the power storage element 20.
  • the electrode terminal 221 includes an outer peripheral surface portion 224 and a surface portion 225 that faces the facing portion 31 of the connecting member 30.
  • the first corner portion 226a formed by the outer peripheral surface portion 224 facing the bent portion 32 and the surface portion 225 is entirely inside the intersection where the virtual extension surface L1 of the surface portion 225 and the virtual extension surface L2 of the outer peripheral surface portion 224 intersect. Is located.
  • the bent portion 32 of the connecting member 30 Since the bent portion 32 of the connecting member 30 is bent from the facing portion 31 toward the power storage element 20, the bent portion 32 does not protrude from the facing portion 31 on the opposite side to the power storage element 20. Thereby, since the amount by which the connecting member 30 protrudes outward from the power storage element 20 can be suppressed, the height of the power storage element 20 as a whole can be suppressed.
  • the entire first corner portion 226a on the bent portion 32 side of the electrode terminal 221 is located inside the intersection where the virtual extension surface L1 of the surface portion 225 and the virtual extension surface L2 of the outer peripheral surface portion 224 intersect, It is possible to suppress the first corner portion 226a from interfering with the bent portion 32 of the connection member 30. Thereby, the electrode terminal 221 of the electrical storage element 20 can be brought closer to the bent part 32 of the connection member 30, and the electrical storage element 20 and the connection member 30 can be arranged more compactly. Therefore, the power storage device 1 can be downsized.
  • the power storage device 1 includes a plurality of power storage elements 20 arranged side by side in the first direction (Y-axis direction).
  • the connection member 30 includes a plurality of facing portions 31 that face the electrode terminals 221 of at least two power storage elements 20.
  • the bent portion 32 is located between the plurality of facing portions 31, and the first corner portion 226 a is along the second direction (X-axis direction) orthogonal to the first direction among the electrode terminals 221. .
  • the electrical storage element 20 can be disposed close to the bent portion 32 in the first direction. That is, the two power storage elements 20 connected to the connection member side by side in the first direction can also be arranged more compactly.
  • the power storage device 1 has an insulating member (the beam portion 44 of the holding member 40) disposed between the bent portion 32 and the power storage element 20.
  • the bent portion 32 faces the terminal arrangement surface 223 on which the electrode terminal 221 in the electric storage element 20 is arranged.
  • the insulating member is disposed between the bent portion 32 and the terminal arrangement surface 223.
  • the insulating member Since the insulating member is disposed between the bent portion 32 and the power storage element 20, the insulating member can insulate the bent portion 32 and the power storage element 20 even if the bent portion 32 is brought closer to the power storage element 20. . Since the bent portion 32 and the insulating member of the connection member 30 are disposed so as to overlap the terminal arrangement surface 223 of the power storage element 20, the interval between the two power storage elements 20 connected by the connection member 30 can be reduced. . Accordingly, the two power storage elements 20, the insulating member, and the connecting member 30 can be arranged more compactly.
  • the first corner portion 226a has a curved shape with a smaller radius of curvature than the bent portion 32.
  • the first corner portion 226 a is curved with a smaller radius of curvature than the bent portion 32, the first corner portion 226 a is curved steeper than the bent portion 32. Accordingly, the first corner portion 226a can be disposed closer to the bent portion 32.
  • the electrode terminal 221 includes a second corner portion 226 b formed by the outer peripheral surface portion 224 and the surface portion 225 at a position not facing the bent portion 32.
  • the first corner portion 226a and the second corner portion 226b have a curved shape.
  • the first corner 226a has a larger radius of curvature than the second corner 226b.
  • the electrode terminal 221 may be deburred at the time of manufacture, and the corner may be curved. Since this corner is formed by deburring, the radius of curvature is small. For this reason, in the part corresponding to the 1st corner
  • connection member 30 connects the electrode terminals 221 of the two power storage elements 20
  • the electrode terminals of three or more power storage elements may be connected by one connection member.
  • a plurality of bent portions can be provided in one connection member.
  • the corner portion directly facing each bent portion is the first corner portion.
  • the entire first corner that directly faces each bent portion may be positioned inside the intersection where the virtual extension surface of the surface portion and the virtual extension surface of the outer peripheral surface portion intersect. .
  • the corner portion 226 formed by the outer peripheral surface portion 224 of the electrode terminal 221 and the surface portion 225 has a curved shape that protrudes outward over the entire circumference of the electrode terminal 221.
  • the first corner portion directly facing the bent portion may be a curved shape.
  • the first corner may have any shape as long as the first corner is entirely located inside the intersection where the virtual extension surface of the surface portion and the virtual extension surface of the outer peripheral surface portion intersect. Examples of other shapes of the first corner include a C-plane shape and a concave curved surface shape.
  • the volume of the electrode terminal 221 can be enlarged as much as possible, As a result, the heat capacity of the electrode terminal 221 can be ensured.
  • connection member 30 and the electrode terminal 221 are joined by welding
  • connection member 30 and the electrode terminal 221 may be joined by other joining methods. Examples of other joining methods include fastening such as screwing.
  • the shape of the electrode terminal is not limited as long as the entire corner near the bent portion of the electrode terminal is located on the inner side of the intersection of the virtual extension surface of the surface portion and the virtual extension surface of the outer peripheral surface portion. But you can. Examples of other shapes of the electrode terminals include a cylindrical shape.
  • an insulating separator is disposed between the belt-like positive electrode plate and the negative electrode plate, so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are electrically insulated.
  • the electrode body is a winding type in which a separator is disposed on a negative electrode plate, a positive electrode plate is disposed on the separator, and a separator is further disposed on the positive electrode plate to form a cylindrical shape. There may be.
  • the winding type the so-called “vertical winding type” in which the winding shaft is accommodated in the container 21 in a posture along the longitudinal direction (X direction) of the container 21, or the height axis of the container 21 (Z direction) is used.
  • the electrode body is not limited to a wound type, and may be a stacked type in which a plurality of positive plates, negative plates, and separators formed in a substantially rectangular sheet shape are stacked in the short direction (Y direction) of the container 21. Good.
  • the exterior body that accommodates the electrode body is not limited to the metal rectangular container using aluminum or stainless steel, as described in the above embodiment.
  • the exterior body may be a pouch type in which the electrode body is packaged with a film-like material.
  • the exterior body may be a metal exterior container and a cylindrical shape with a columnar shape. In the cylindrical shape, the columnar electrode terminal described above may be used. Even in such a case, the present invention can be adopted to suppress the height of the entire power storage element.
  • Embodiments constructed by arbitrarily combining the constituent elements included in the above-described embodiment and its modifications are also included in the scope of the present invention.
  • the present invention can be applied to a power storage device including a power storage element such as a lithium ion secondary battery.

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Abstract

【課題】接続部材の屈曲部と電極端子との干渉を抑制して、小型化を実現することができる蓄電装置を提供する。 【解決手段】蓄電装置1は、蓄電素子20と、蓄電素子20の電極端子221と電気的に接続される接続部材30とを備えている。接続部材30は、電極端子221と対向する対向部31と、対向部31から蓄電素子20に向けて屈曲する屈曲部32と、を有している。電極端子221は、外周面部224と、接続部材30の対向部31と対向する表面部225とを備えている。屈曲部32に面する外周面部224と表面部225とがなす第一角部226aは、表面部225の仮想延長面L2と外周面部224の仮想延長面L2とが交わる交点よりも内側に、全体が位置している。

Description

蓄電装置
 本発明は、蓄電素子と、蓄電素子の電極端子に電気的に接続される接続部材とを備える蓄電装置に関する。
 従来、蓄電素子と、蓄電素子の電極端子に電気的に接続される接続部材とを備えた蓄電装置が知られている。ここで、接続部材は通電によって熱膨張する場合がある。熱膨張時の応力を緩和するために、近年においては、屈曲した応力緩和部(屈曲部)を備えた接続部材が蓄電装置に搭載されたものがある(例えば特許文献1参照)。
特開2007-73266号公報
 ところで、蓄電装置の小型化を図るべく、当該蓄電装置の構成部材同士を近接配置したりコンパクトにすることが求められている。これは、接続部材を介して接続された蓄電素子と、接続対象とにおいても同様である。蓄電素子と接続対象との間に接続部材の屈曲部がある場合には、屈曲部と蓄電素子とを近づけすぎると屈曲部が蓄電素子の電極端子に干渉してしまう。この干渉を避けるように配置すると、蓄電素子と接続対象との近接配置が阻害されてしまうのが実状である。
 このため、本発明は、接続部材の屈曲部と電極端子との干渉を抑制して、小型化を実現することができる蓄電装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、蓄電素子の電極端子と電気的に接続される接続部材と、を備え、接続部材は、電極端子と対向する対向部と、対向部から蓄電素子に向けて屈曲する屈曲部と、を有し、電極端子は、外周面部と、接続部材の対向部と対向する表面部とを備え、屈曲部に面する外周面部と表面部とがなす第一角部は、表面部の仮想延長面と外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に、全体が位置している。
 接続部材の屈曲部が対向部から蓄電素子に向けて屈曲しているので、蓄電素子とは反対側に屈曲部が対向部よりも突出しない。これにより、接続部材が蓄電素子の外方に突出する量を抑えることができるので、蓄電素子全体としての高さを抑制することができる。
 電極端子の第一角部の全体が、表面部の仮想延長面と外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に位置しているので、当該第一角部が接続部材の屈曲部に干渉することを抑制することができる。これにより、蓄電素子の電極端子を接続部材の屈曲部により近づけることができ、蓄電素子と接続部材とをよりコンパクトに配置することができる。したがって、蓄電装置の小型化が可能となる。
 蓄電装置は、第一の方向に並んで配置された複数の蓄電素子を備え、接続部材は、少なくとも2つの蓄電素子の電極端子にそれぞれ対向する複数の対向部を備え、屈曲部は、複数の対向部の間に位置するとともに、第一角部は、電極端子のうち、第一の方向に直交する第二の方向に沿っていてもよい。
 第一角部が、第二の方向に沿って形成されているので、第一角部が第一の方向に突出しない。これにより、蓄電素子を屈曲部に対して第一の方向で近接配置することができる。つまり、第一の方向に並んで接続部材に接続される2つの蓄電素子同士もよりコンパクトに配置することができる。
 蓄電装置は、さらに、屈曲部と蓄電素子との間に配置された絶縁部材を有し、屈曲部は、蓄電素子における電極端子が配置された端子配置面に対向しており、絶縁部材は、屈曲部と端子配置面との間に配置されていてもよい。
 屈曲部と蓄電素子との間に絶縁部材が配置されているので、屈曲部を蓄電素子に近づけたとしても、絶縁部材が屈曲部と蓄電素子とを絶縁することができる。接続部材の屈曲部と絶縁部材とが、蓄電素子の端子配置面上に重ねて配置されているので、接続部材で接続される2つの蓄電素子の間隔を狭めることができる。したがって、2つの蓄電素子と、絶縁部材と、接続部材とをよりコンパクトに配置することができる。
 第一角部は、屈曲部よりも曲率半径が小さく湾曲した形状であってもよい。
 第一角部が、屈曲部よりも曲率半径が大きく湾曲した形状であると、第一角部を屈曲部に近づけて配置しようとしても、屈曲部の方が第一角部よりも急峻に湾曲しているので、干渉してしまう。一方、第一角部が、屈曲部よりも曲率半径が小さく湾曲した形状であれば、第一角部の方が屈曲部よりも急峻に湾曲しているので、第一角部を屈曲部により近づけて配置することができる。
 第一角部が、屈曲部よりも曲率半径が小さく湾曲した形状であるので、表面部の面積を大きくすることができる。したがって、表面部に接続部材の対向部を接触させた場合の接触面積を広くすることができ、接続部材と電極端子との導電性を高めることができる。
 電極端子は、屈曲部に対向しない位置で、外周面部と表面部とがなす第二角部を備え、第一角部及び第二角部は、湾曲した形状であり、第一角部は、第二角部よりも曲率半径が大きくてもよい。
 電極端子においては、製造時にバリ取りなどが施されて、角部が湾曲する場合がある。この角部は、バリ取りによって形成されているために曲率半径は小さい。このため、第一角部に相当する部分においては、さらに処理を加えて曲率半径を大きくする。そして、処理されなかった部分のうち、屈曲部に対向しない部分が第二角部となる。つまり、第一角部においては、バリ取りで形成された第二角部よりも曲率半径が大きいので、第一角部を屈曲部により近づけて配置することができる。
 本発明における蓄電装置によれば、接続部材の屈曲部と電極端子との干渉を抑制して、小型化を実現することができる。
図1は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態に係る保持部材をZ軸方向プラス側から見た斜視図である。 図4は、実施の形態に係る保持部材をZ軸方向マイナス側から見た斜視図である。 図5は、実施の形態に係る保持部材が接続部材を保持した状態を、Z軸方向プラス側から見た斜視図である。 図6は、実施の形態に係る接続部材用開口の周囲構造を示す断面図である。 図7は、実施の形態に係る接続部材用開口の周囲構造を示す断面図である。 図8は、実施の形態に係る屈曲部側の第一角部と、屈曲部との位置関係を拡大して示す断面図である。 図9は、実施の形態に係る第一角部の曲率半径と、屈曲部の一端部の曲率半径との関係を示す模式図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明する。以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態及びその変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
 以下の説明及び図面中において、1つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をX軸方向と定義する。蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をY軸方向と定義する。蓄電装置の外装体本体と蓋体との並び方向、蓄電素子とバスバー(接続部材)と基板との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、または、上下方向をZ軸方向と定義する。これらX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、互いに交差(以下実施の形態では、直交)する方向である。使用態様によってはZ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Z軸方向を上下方向として説明する。以下の説明において、X軸方向プラス側とは、X軸の矢印方向側を示し、X軸方向マイナス側とは、X軸方向プラス側とは反対側を示す。Y軸方向やZ軸方向についても同様である。
 (実施の形態)
 [1 蓄電装置1の全般的な説明]
 まず、図1及び図2を用いて、本実施の形態における蓄電装置1の全般的な説明を行う。図1は、本実施の形態に係る蓄電装置1の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電装置1を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
 蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。蓄電装置1は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置1は、例えば、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)またはプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体の駆動用またはエンジン始動用のバッテリ等として用いられる。
 図1及び図2に示すように、蓄電装置1は、蓋体11及び外装体本体12からなる外装体10と、外装体10内方に収容される複数の蓄電素子20、接続部材30、保持部材40及び基板50とを備えている。
 外装体10は、蓄電装置1の外装体を構成する矩形状(箱状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体10は、複数の蓄電素子20、接続部材30、保持部材40及び基板50等の外方に配置され、これら蓄電素子20等を所定の位置で保持し、衝撃などから保護する。
 ここで、外装体10は、外装体10の蓋体を構成する蓋体11と、外装体10の本体を構成する外装体本体12とを有している。蓋体11は、外装体本体12の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材であり、正極側の外部端子13及び負極側の外部端子14を有している。外部端子13及び14は、蓄電素子20と電気的に接続されており、蓄電装置1は、この外部端子13及び14を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外装体本体12は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジング(筐体)であり、蓄電素子20等を収容する。
 外部端子13及び14は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。外装体10のその他の部位は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)またはABS樹脂等の絶縁材料により構成されている。外装体10は、これにより、蓄電素子20等が外部の金属部材などに接触することを回避する。
 蓄電素子20は、電気を充電し、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子20は、扁平な直方体形状(角型)の形状を有しており、本実施の形態では、4つの蓄電素子20がY軸方向に配列されている。蓄電素子20の形状や、配列される蓄電素子20の個数は限定されない。蓄電素子20は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。
 具体的には、蓄電素子20は、金属製の容器21を備え、容器21の蓋部分には、一対の端子部22(正極端子部及び負極端子部)が設けられている。一対の端子部22は、容器21の蓋部分から、接続部材30に向けて(上方、つまりZ軸方向プラス側に向けて)突出して配置されている。端子部22は、接続部材30が接続される電極端子221(正極端子及び負極端子)と、電極端子221と容器21とを絶縁する絶縁部222とを備えている。端子部22の電極端子221が、接続部材30を介して外部端子13、14に接続されることにより、蓄電装置1が、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる。本実施の形態では、隣り合う蓄電素子20の正極端子と負極端子とが反転するように、各蓄電素子20が配置されている。
 容器21の蓋部分には、電解液を注液する注液部や、容器21内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放するガス排出弁等が設けられていてもよい。容器21の内方には、電極体(蓄電要素または発電要素ともいう)及び集電体(正極集電体及び負極集電体)等が配置され、電解液(非水電解質)などが封入されているが、詳細な説明は省略する。
 容器21の本体部分は、上端部が開放された扁平な箱形状に形成されている。容器21の本体部分における最も面積が大きい側面が長側面であり、当該長側面よりも面積が小さい側面が短側面である。容器21の本体部分の長側面はY軸方向を向いており、短側面はX軸方向を向いている。
 接続部材30は、保持部材40上に配置された状態で、複数の蓄電素子20の電極端子221同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。接続部材30は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。
 本実施の形態では、接続部材30は3つ備えられている。これら3つの接続部材30は、4つの蓄電素子20の電極端子221(正極端子及び負極端子)に接続される接続部材である。4つの蓄電素子20の電極端子221のうち、接続部材30が接続されていない電極端子221には、図示しないバスバーを介して、外部端子13、14に接続されている。これにより、外部端子13、14と4つの蓄電素子20とが、3つの接続部材とバスバーとによって直列に接続されている。
 保持部材40は、複数の蓄電素子20の上方に配置された状態で、基板50、蓄電素子20及び接続部材30や、その他配線類等(図示せず)を保持する電装品トレーである。保持部材40は、基板50、蓄電素子20及び接続部材30等と他の部材との絶縁、及び、当該基板50及び接続部材30等の位置規制を行うことができる。保持部材40は、例えば、PC、PP、PE、PPS、PBTまたはABS樹脂等の絶縁材料により形成されている。保持部材40の詳細については後述する。
 基板50は、保持部材40上に載置されて、保持部材40に固定される制御基板である。具体的には、基板50は、制御回路(図示せず)を有しており、複数の蓄電素子20の充電状態や放電状態、電圧値、電流値、温度などの各種情報を取得したり、リレーのオン、オフを制御したり、他の機器と通信を行ったりする。
 [2 保持部材と端子部と接続部材との位置関係]
 次に、保持部材40と、端子部22と、接続部材30との位置関係を踏まえつつ、各部材の具体的構成について説明する。まず、保持部材40の具体的構成について説明する。
 図3は、実施の形態に係る保持部材40をZ軸方向プラス側から見た斜視図である。図4は、実施の形態に係る保持部材40をZ軸方向マイナス側から見た斜視図である。
 図3及び図4に示すように、保持部材40には、各蓄電素子20の端子部22のそれぞれに対応する位置に、当該端子部22を露出させる開口41が形成されている。具体的には、保持部材40には、平面視略矩形状の開口41が2行4列で合計8つ、配列されている。ここで、行方向はX軸方向であり、列方向はY軸方向である。同列に並ぶ2つの開口41には、一つの蓄電素子20の一対の端子部22が配置されている。図4に示すように、開口41の各行の間には、蓄電素子20のガス排出弁から排出された排気ガスを、蓄電装置1外まで流すガス流路49が形成されている。
 図5は、実施の形態に係る保持部材40が接続部材30を保持した状態を、Z軸方向プラス側から見た斜視図である。図5に示すように、8つの開口41には、接続部材30が配置される接続部材用開口41aと、バスバー(図示省略)が配置されるバスバー用開口41bがある。接続部材用開口41aは、Y軸方向で隣り合う2つが一組となっており、一組の接続部材用開口41aに対して一つの接続部材30が配置される。X軸方向マイナス側の行においては、4つの開口41の全てが接続部材用開口41aである。X軸方向マイナス側の行では、二組分の接続部材用開口41aが設けられている。一方、X軸方向プラス側の行においては、両端の開口41がバスバー用開口41bであり、残りの開口41が接続部材用開口41aである。X軸方向プラス側の行では、一組分の接続部材用開口41aが設けられている。接続部材用開口41aは一組毎に囲壁43aによって囲まれている。バスバー用開口41bは一つ毎に囲壁43bによって囲まれている。囲壁43a内には、X軸方向に長尺な梁部44が架け渡されている。この囲壁43aと梁部44とによって囲まれた2つの空間が、一組の接続部材用開口41aとなる。
 このように、接続部材用開口41aをなす囲壁43a及び梁部44と、バスバー用開口41bをなす囲壁43bとには、端子部22に当接して当該端子部22の位置決めをする複数の位置決め部46が設けられている。
 この位置決め部46について詳細に説明する。ここでは、一組の接続部材用開口41a内における位置決め部46について説明し、バスバー用開口41b内における位置決め部46についての説明は省略する。
 図6及び図7は、実施の形態に係る接続部材用開口41aの周囲構造を示す断面図である。具体的には、図6は、図5におけるVI-VI線を含むYZ平面に平行な切断面を見た断面図である。図7は、図5におけるVII-VII線を含むZX平面に平行な切断面を見た断面図である。図6及び図7では、蓄電素子20を断面図で示しておらず、蓄電素子20の外形を図示している。
 図5~図7に示すように、囲壁43aにおいて、X軸方向に延設する内壁面を第一壁面431とし、Y軸方向に延設する内壁面を第二壁面432とする。梁部44において、X軸方向に延設する内壁面を第三壁面433とする。
 一つの接続部材用開口41aは、第一壁面431に2つの位置決め部46がX軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。第一壁面431の位置決め部46は、接続部材用開口41aの内方に向かうように、Y軸方向(第一方向)に向けて突出した突起である。一つの接続部材用開口41aには、対向する一対の第二壁面432に、それぞれ一つの位置決め部46が設けられている。第二壁面432の位置決め部46は、接続部材用開口41aの内方に向かうように、X軸方向(第二方向)に向けて突出した突起である。一つの接続部材用開口41aには、第三壁面433に2つの位置決め部46がX軸方向に所定の間隔をあけて配置されている。第三壁面433の位置決め部46は、梁部44から上方に向けて延在した状態で、接続部材用開口41aの内方に向かうように、Y軸方向に向けて突出した突起である。
 位置決め部46は、端子部22の側面に当接する当接部461と、当接部461に連続した傾斜部462とを備えている。傾斜部462は、当接部461から離れるにしたがって、端子部22の側面から離れるように傾斜している。つまり、傾斜部462は、接続部材用開口41aに端子部22を進入させる方向(Z軸方向プラス側)に進むにつれて、接続部材用開口41aの内側に向かうように傾斜している。傾斜部462がこのように傾斜しているので、接続部材用開口41aに端子部22を進入させる際に、当該端子部22を傾斜部462によって案内することが可能である。
 次に、接続部材30の具体的構成について説明する。
 図6及び図7に示すように、接続部材30は、電極端子221と対向する一対の対向部31と、一対の対向部31から蓄電素子20に向けて屈曲する屈曲部32とを一体的に備えている。対向部31には、円形状の貫通孔311が形成されており、この貫通孔311を介して対向部31と電極端子221とが溶接される。屈曲部32は、一対の対向部31の間に配置されており、略cos波形状に形成されている。これにより、屈曲部32は、隣り合う一対の蓄電素子20の端子部22間に配置されることになる。本実施の形態では、屈曲部32の中央部の曲率半径R1と、両端部の曲率半径R2とは同等にされているが、異なっていてもよい。接続部材30に屈曲部32が設けられていることで、接続部材30が熱膨張したとしても、その熱膨張時の応力を屈曲部32で吸収することができる。
 次に、端子部22の具体的構成について説明する。
 図6及び図7に示すように、蓄電素子20の端子部22は、容器21の蓋部分の表面に配置されている。この容器21の蓋部分の表面が、端子部22が配置された端子配置面223である。端子配置面223の上方に、保持部材40の囲壁43a、43b及び梁部44が配置されている。梁部44の上方には、接続部材30の屈曲部32が配置されている。このように、接続部材30の屈曲部32と梁部44とが、蓄電素子20の端子配置面223上に重ねて配置されているので、これらを2つの蓄電素子20の容器21間に配置しなくてもよい。したがって、2つの蓄電素子20の間隔を狭めることができる。
図6において、接続部材30の屈曲部32は、電極端子221の表面部225から端子配置面223へ向かって、電極端子221のZ軸方向の厚さよりも大きく突出している。屈曲部32は、Z軸方向について、表面部225の位置から電極端子221を超えて、絶縁部222に達する範囲に設けられている。屈曲部32は、保持部材40の梁部44に当接している。屈曲部32のうちZ軸方向に突出している先端のY軸方向には絶縁部222が位置し、Z軸方向には梁部44が位置する。屈曲部32のZ軸方向の先端は、絶縁部材(絶縁部222、梁部44)によって囲われているため、屈曲部32が変形した場合に屈曲部32のZ軸方向の先端が他の導電部材に接触して短絡する事故を防ぐことができる。
 前述したように端子部22は、絶縁部222と、絶縁部222から上方に向けて突出した電極端子221とを備えている。電極端子221は、平面視略矩形状に形成されている(図2等参照)。正極側及び負極側の電極端子221は、全体としてアルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。負極側の電極端子221には、その上面から円状部29が突出している。円状部29は、銅または銅合金などから形成されている。絶縁部222は、例えば、PC、PP、PE、PPS、PBTまたはABS樹脂等の絶縁材料により、平面視略矩形状に形成されている。この絶縁部222の外側面に対して、位置決め部46の当接部461が当接している。
 電極端子221は、外周面部224と、接続部材30と対向する表面部225とを備えている。外周面部224と、表面部225とがなす角部226は、電極端子221の全周にわたって、外方に向かって凸となる湾曲した形状となっている。ここで、角部226のうち、屈曲部32に対向する部分を第一角部226aとし、屈曲部32に対向しない部分を第二角部226bとする。つまり、第一角部226aは、X軸方向に延設した一対の辺のうち、内側の辺に対応する部分であり、第二角部226bは、X軸方向に延設した一対の辺のうち、外側の辺に対応する部分と、Y軸方向に延設した一対の辺に対応した部分とである。電極端子221においては、製造時にバリ取りなどが施されて、角部226の全体を湾曲させている。この状態では、角部226の曲率半径は、バリ取りを起因としているために小さい。その後、第一角部226aに相当する部分においては、さらに処理を加えて曲率半径を大きくする。そして、処理されなかった部分が第二角部226bとなる。これにより、第一角部226aの曲率半径r1は、第二角部226bの曲率半径r2よりも大きくなっている。
 図8は、実施の形態に係る屈曲部32側の第一角部226aと、屈曲部32との位置関係を拡大して示す断面図である。図8に示すように、第一角部226aの全体は、電極端子221の表面部225の仮想延長面L1と、外周面部224の仮想延長面L2とが交わる交点よりも内側に位置している。第一角部226aが90度の角であると、仮想延長面L1と仮想延長面L2とが交わる交点も第一角部226aによって埋まってしまう。このため、図8の仮想線L3に示す位置にしか、屈曲部32を配置することができない。代替的に、本実施の形態のように、第一角部226aの全体が、仮想延長面L1と仮想延長面L2とが交わる交点よりも内側に位置していれば、その空間内に接続部材30の屈曲部32を配置することが可能となる。つまり、蓄電素子20の電極端子221を接続部材30の屈曲部32により近づけることができる。
 図9は、実施の形態に係る第一角部226aの曲率半径と、屈曲部32の一端部の曲率半径との関係を示す模式図である。図9では、実線が屈曲部32を示し、破線が比較例となる第一角部226cを示し、二点鎖線が本実施の形態の第一角部226aを示している。比較例である第一角部226cと、第一角部226aとのY軸方向の幅は同じとしている。図9に示すように、第一角部226cの曲率半径r3は、屈曲部32の曲率半径R2よりも大きい。このため、第一角部226cを屈曲部32に近づけて配置しようとしても、屈曲部32の方が第一角部226cよりも急峻に湾曲しているので干渉してしまう。一方、第一角部226aの曲率半径r1は、屈曲部32の曲率半径R2よりも小さい。つまり、第一角部226aの方が屈曲部32よりも急峻に湾曲しているので、第一角部226aを屈曲部32により近づけて配置することができる。具体的には、図9では、第一角部226aと、第一角部226cとを同じ位置に配置しているが、第一角部226cのハッチング部が屈曲部32に干渉し、第一角部226aは屈曲部32に干渉していない。つまり、第一角部226cにおいては、図9に示した状態よりも屈曲部32から離さないと、干渉が解消されないことがわかる。
 [3 効果の説明]
 以上のように、本実施の形態によれば、蓄電装置1は、蓄電素子20と、蓄電素子20の電極端子221と電気的に接続される接続部材30と、を備えている。接続部材30は、電極端子221と対向する対向部31と、対向部31から蓄電素子20に向けて屈曲する屈曲部32と、を有している。電極端子221は、外周面部224と、接続部材30の対向部31と対向する表面部225とを備えている。屈曲部32に面する外周面部224と表面部225とがなす第一角部226aは、表面部225の仮想延長面L1と外周面部224の仮想延長面L2とが交わる交点よりも内側に、全体が位置している。
 接続部材30の屈曲部32が対向部31から蓄電素子20に向けて屈曲しているので、蓄電素子20とは反対側に屈曲部32が対向部31よりも突出しない。これにより、接続部材30が蓄電素子20の外方に突出する量を抑えることができるので、蓄電素子20全体としての高さを抑制することができる。
 電極端子221における屈曲部32側の第一角部226aの全体が、表面部225の仮想延長面L1と外周面部224の仮想延長面L2とが交わる交点よりも内側に位置しているので、当該第一角部226aが接続部材30の屈曲部32に干渉することを抑制することができる。これにより、蓄電素子20の電極端子221を接続部材30の屈曲部32により近づけることができ、蓄電素子20と接続部材30とをよりコンパクトに配置することができる。したがって、蓄電装置1の小型化が可能となる。
 蓄電装置1は、第一の方向(Y軸方向)に並んで配置された複数の蓄電素子20を備えている。接続部材30は、少なくとも2つの蓄電素子20の電極端子221にそれぞれ対向する複数の対向部31を備えている。屈曲部32は、複数の対向部31の間に位置するとともに、第一角部226aは、電極端子221のうち、第一の方向に直交する第二の方向(X軸方向)に沿っている。
 屈曲部32側の第一角部226aが、第二の方向に沿って形成されているので、第一角部226aが第一の方向に突出しない。これにより、蓄電素子20を屈曲部32に対して第一の方向で近接配置することができる。つまり、第一の方向に並んで接続部材に接続される2つの蓄電素子20同士もよりコンパクトに配置することができる。
 蓄電装置1は、屈曲部32と蓄電素子20との間に配置された絶縁部材(保持部材40の梁部44)を有している。屈曲部32は、蓄電素子20における電極端子221が配置された端子配置面223に対向している。絶縁部材は、屈曲部32と端子配置面223との間に配置されている。
 屈曲部32と蓄電素子20との間に絶縁部材が配置されているので、屈曲部32を蓄電素子20に近づけたとしても、絶縁部材が屈曲部32と蓄電素子20とを絶縁することができる。接続部材30の屈曲部32と絶縁部材とが、蓄電素子20の端子配置面223上に重ねて配置されているので、接続部材30で接続される2つの蓄電素子20の間隔を狭めることができる。したがって、2つの蓄電素子20と、絶縁部材と、接続部材30とをよりコンパクトに配置することができる。
 第一角部226aは、屈曲部32よりも曲率半径が小さく湾曲した形状である。
 第一角部226aが、屈曲部32よりも曲率半径が小さく湾曲した形状であるので、第一角部226aの方が屈曲部32よりも急峻に湾曲する。これにより、第一角部226aを屈曲部32により近づけて配置することができる。
 電極端子221は、屈曲部32に対向しない位置で、外周面部224と表面部225とがなす第二角部226bを備えている。第一角部226a及び第二角部226bは、湾曲した形状である。第一角部226aは、第二角部226bよりも曲率半径が大きい。
 電極端子221においては、製造時にバリ取りなどが施されて、角部が湾曲する場合がある。この角部は、バリ取りによって形成されているために曲率半径は小さい。このため、第一角部226aに相当する部分においては、さらに処理を加えて曲率半径を大きくする。そして、処理されなかった部分のうち、屈曲部32に対向しない部分が第二角部226bとなる。つまり、第一角部226aにおいては、バリ取りで形成された第二角部226bよりも曲率半径が大きいので、第一角部226aを屈曲部32により近づけて配置することができる。
 [その他]
 以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
 上記実施の形態では、接続部材30が2つの蓄電素子20の電極端子221を接続する場合を例示したが、一つの接続部材で3つ以上の蓄電素子の電極端子を接続してもよい。この場合、一つの接続部材には、屈曲部を複数設けることもできる。屈曲部を複数備えた接続部材を用いる場合には、各屈曲部に直接対向する角部が第一角部となる。そして、この場合においても、各屈曲部に直接対向する第一角部の全体が、表面部の仮想延長面と外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に位置するようにすればよい。これにより、屈曲部を複数備えた接続部材を用いる場合であっても、蓄電素子と接続部材とをよりコンパクトに配置することができる。
 上記実施の形態では、電極端子221の外周面部224と、表面部225とがなす角部226が、電極端子221の全周にわたって、外方に向かって凸となる湾曲した形状となっている場合を例示した。代替的に電極端子においては、屈曲部に直接対向する第一角部のみが、湾曲した形状であればよい。第一角部は、表面部の仮想延長面と外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に、全体が位置するのであれば、その形状は如何様でもよい。第一角部のその他の形状としては、C面状、凹曲面状などが挙げられる。上述したように、接続部材30と電極端子221とを溶接により接合する場合には、電極端子221の熱容量を極力確保しておくことが望まれる。このため、上記実施の形態のように、電極端子221の第一角部226aを、外方に向かって凸となる湾曲した形状としておけば、電極端子221の体積を極力大きくすることができ、結果として電極端子221の熱容量を確保することが可能である。
 上記実施の形態では、接続部材30と電極端子221とを溶接により接合する場合を例示した。代替的に接続部材30と電極端子221とは、その他の接合方法によって接合してもよい。その他の接合方法としては、例えば、ネジ止めなどの締結等が挙げられる。
 上記実施の形態では、電極端子221が平面視略矩形状である場合を例示した。代替的に電極端子における屈曲部に近い角部の全体が、表面部の仮想延長面と外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に位置していれば、電極端子の形状は如何様でもよい。電極端子のその他の形状としては円柱状などが挙げられる。
蓄電素子20の容器21に収容される電極体は、帯状の正極板と負極板の間に絶縁性のセパレータが配置されているため、正極板と負極板は電気的に絶縁されている。電極体は、負極板上にセパレータが配置され、このセパレータ上に正極板が配置され、この正極板上にさらにセパレータが配置された状態で巻回されて筒状に形成された巻回型であってもよい。巻回型としては、巻回軸を容器21の長手方向(X方向)に沿う姿勢で容器21に収容する所謂「縦巻き式」や、巻回軸を容器21の高さ方向(Z方向)に沿う姿勢で容器21内に収容する所謂「横巻き式」であってもよい。電極体は、巻回型に限られず、略四角形のシート形状に形成された複数の正極板、負極板、及びセパレータを容器21の短手方向(Y方向)に積層した積層型であってもよい。
電極体を収容する外装体は、上記実施の形態に示した、アルミニウムやステンレスを用いた金属製の角形容器に限られない。外装体がフィルム状の材質で電極体を包装したパウチ型であってもよい。外装体が金属製の外装容器で形状が円柱状の円筒形であってもよい。円筒形では、先に述べた円柱状の電極端子が用いられることがあり、その場合であっても本発明を採用して、蓄電素子全体としての高さを抑制することができる。
 上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
 本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。
1 蓄電装置
10 外装体
11 蓋体
12 外装体本体
13、14 外部端子
20 蓄電素子
21 容器
22 端子部
29 円状部
30 接続部材
31 対向部
32 屈曲部
40 保持部材
41 開口
41a 接続部材用開口
41b バスバー用開口
43a、43b 囲壁
44 梁部(絶縁部材)
46 位置決め部
50 基板
221 電極端子
222 絶縁部
223 端子配置面
224 外周面部
225 表面部
226 角部
226a 第一角部
226b 第二角部
226c 第一角部
311 貫通孔
431 第一壁面
432 第二壁面
433 第三壁面
461 当接部
462 傾斜部
L1、L2 仮想延長面
L3 仮想線
r1、r2、r3、R1、R2 曲率半径

Claims (5)

  1.  蓄電素子と、
     前記蓄電素子の電極端子と電気的に接続される接続部材と、を備え、
     前記接続部材は、前記電極端子と対向する対向部と、前記対向部から前記蓄電素子に向けて屈曲する屈曲部と、を有し、
     前記電極端子は、外周面部と、前記接続部材の前記対向部と対向する表面部とを備え、
     前記屈曲部に面する前記外周面部と前記表面部とがなす第一角部は、前記表面部の仮想延長面と前記外周面部の仮想延長面とが交わる交点よりも内側に、全体が位置している
     蓄電装置。
  2.  第一の方向に並んで配置された複数の前記蓄電素子を備え、
     前記接続部材は、少なくとも2つの前記蓄電素子の前記電極端子にそれぞれ対向する複数の前記対向部を備え、
     前記屈曲部は、前記複数の前記対向部の間に位置するとともに、
     前記第一角部は、前記電極端子のうち、前記第一の方向に直交する第二の方向に沿っている
     請求項1に記載の蓄電装置。
  3.  さらに、前記屈曲部と前記蓄電素子との間に配置された絶縁部材を有し、
     前記屈曲部は、前記蓄電素子における前記電極端子が配置された端子配置面に対向しており、
     前記絶縁部材は、前記屈曲部と前記端子配置面との間に配置されている
     請求項1または2に記載の蓄電装置。
  4.  前記第一角部は、前記屈曲部よりも曲率半径が小さく湾曲した形状である
     請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5.  前記電極端子は、前記屈曲部に対向しない位置で、前記外周面部と前記表面部とがなす第二角部を備え、
     前記第一角部及び前記第二角部は、湾曲した形状であり、
     前記第一角部は、前記第二角部よりも曲率半径が大きい
     請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
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