WO2022172966A1 - 蓄電装置 - Google Patents
蓄電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022172966A1 WO2022172966A1 PCT/JP2022/005180 JP2022005180W WO2022172966A1 WO 2022172966 A1 WO2022172966 A1 WO 2022172966A1 JP 2022005180 W JP2022005180 W JP 2022005180W WO 2022172966 A1 WO2022172966 A1 WO 2022172966A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- relay
- power storage
- holding member
- storage device
- storage element
- Prior art date
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 154
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920013636 polyphenyl ether polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/08—Structural combinations, e.g. assembly or connection, of hybrid or EDL capacitors with other electric components, at least one hybrid or EDL capacitor being the main component
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present invention relates to a power storage device including power storage elements.
- Patent Document 1 discloses a battery module including a plurality of battery cells.
- This battery module includes a resin-made busbar cover that covers the plurality of battery cells from a first direction that intersects the arrangement direction of the plurality of battery cells, and a busbar cover that covers the busbar cover from the side opposite to the battery cells and is held by the busbar cover. , and a resin housing cover that forms a housing space between itself and the busbar cover. A substrate for monitoring the state of the battery cells is accommodated in the accommodation space. held in the cover.
- the substrate which is an electrical device for controlling the charging and discharging of the battery cells (power storage elements)
- the busbar cover and the storage cover both of which are made of resin. is placed in engagement with the This ensures electrical insulation between the substrate and other members that should not be electrically connected to the substrate.
- the board since the board is directly engaged with the busbar cover, in order to securely fix the board, a high degree of accuracy is required for the position of each fixing portion (plurality of protrusions) provided on the busbar cover. .
- electrical equipment such as a circuit board is firmly fixed to the busbar cover, the electrical equipment is susceptible to vibrations or shocks given to the busbar cover. It can also be deformed or damaged. This is particularly likely to be a problem in the case of relatively heavy electrical equipment such as relays having a plurality of mechanical relay elements.
- a power storage device includes a power storage element, a relay electrically connected to the power storage element, an intermediate member disposed between the power storage element and the relay, and a a holding member that holds the relay in a closed state; and an exterior body that houses the power storage element, the relay, the intermediate member, and the holding member, wherein the holding member is connected to the intermediate member of the relay.
- a power storage device with improved reliability can be provided.
- FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device according to an embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device according to the embodiment.
- FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the storage device according to the embodiment.
- 4A is a first enlarged perspective view showing a configuration of a relay and its periphery according to the embodiment;
- FIG. 4B is a second enlarged perspective view showing the configuration of the relay and its periphery according to the embodiment;
- FIG. 5 is an exploded perspective view corresponding to FIG. 4A.
- FIG. 6 is a plan view of the busbar cover fixed to the busbar holder according to the embodiment.
- a power storage device includes a power storage element, a relay electrically connected to the power storage element, an intermediate member disposed between the power storage element and the relay, and a a holding member that holds the relay in a closed state; and an exterior body that houses the power storage element, the relay, the intermediate member, and the holding member, wherein the holding member is connected to the intermediate member of the relay.
- the relay is held while being sandwiched between the first wall portion of the holding member attached to the intermediate member and the intermediate member, so that the relay can be held more reliably. Accordingly, when the power storage device receives an impact or vibration, it is possible to suppress deformation or damage of the relay or the portion to which the relay is fixed. Furthermore, unlike the case where a part of the exterior body of the power storage device presses the relay, the possibility that the external force applied to the part is applied to the relay as it is is reduced. Thus, the power storage device according to this aspect is a power storage device with improved reliability.
- the holding member may have an engaging portion hooked on the intermediate member, and may hold the relay with the engaging portion hooked on the intermediate member.
- the relay is held in a state in which the engaging portion of the holding member is hooked on the intermediate member, so the relay can be held more reliably with a simple configuration.
- the power storage device may further include a cushioning member arranged between the relay and at least one of the holding member and the intermediate member.
- the holding member may further have a second wall facing the side of the relay adjacent to the side facing the first wall.
- the longitudinal direction of the exterior body of the power storage device is defined as the X-axis direction.
- a Y-axis direction is defined as the lateral direction of the exterior body of the power storage device, the facing direction of the short side surfaces of the container of the power storage element, or the direction in which a pair of electrode terminals are arranged in one power storage element.
- the direction in which the main body and lid of the exterior body of the power storage device are aligned, the direction in which the busbar holders and power storage element units are aligned, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
- the positive direction of the X-axis indicates the direction of the arrow on the X-axis
- the negative direction of the X-axis indicates the direction opposite to the positive direction of the X-axis.
- a simple reference to the "X-axis direction" means either or both directions parallel to the X-axis. The same applies to terms relating to the Y-axis and Z-axis.
- expressions that indicate relative directions or postures include cases where they are not strictly that direction or posture.
- two directions are orthogonal not only means that the two directions are completely orthogonal, but also substantially orthogonal, that is, for example, a difference of about several percent It is also meant to include
- the power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in the present embodiment.
- the power storage device 1 is, for example, a battery module (assembled battery) used for power storage or power supply.
- the power storage device 1 is, for example, an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a rolling stock for an electric railway. It is used as a battery etc.
- Examples of such vehicles include electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), and gasoline vehicles.
- Examples of railway vehicles for the electric railway include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid trains having both diesel engines and electric motors.
- the power storage device 1 can also be used as a stationary battery or the like for home or business use.
- the power storage device 1 includes an exterior body 10 and a power storage element unit 50 housed in the exterior body 10 .
- the exterior body 10 is a box-shaped (substantially rectangular parallelepiped) container (module case) that constitutes the housing of the power storage device 1 . That is, the exterior body 10 is arranged outside the power storage element units 50, fixes them at predetermined positions, and protects them from impacts and the like.
- the exterior body 10 is made of, for example, polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylene ether (PPE (including modified PPE)), polyethylene terephthalate ( PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyetheretherketone (PEEK), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), ABS resin, or , an insulating member such as a composite material thereof, or a metal coated with an insulating coating.
- PC polycarbonate
- PP polypropylene
- PE polyethylene
- PS polystyrene
- PPS polyphenylene sulfide resin
- PPE polyphenylene ether
- PPE polyphenylene ether
- PET polyethylene terephthalate
- PBT poly
- the exterior body 10 thereby prevents the storage element unit 50 and the like from coming into contact with an external metal member or the like.
- the exterior body 10 may be made of a conductive member such as metal as long as the electrical insulation between the exterior body 10 and the power storage element unit 50 or the like is maintained.
- the exterior body 10 has an exterior body main body 12 and a lid body 11 .
- the exterior body main body 12 is a bottomed rectangular cylindrical housing with an opening 12a formed in the positive direction of the Z axis, and accommodates the electric storage element unit 50 and the like.
- the lid 11 is a rectangular member that closes the opening 12a of the exterior main body 12 .
- lid body 11 is an example of a cover member that covers relay 41 and the like, which will be described later.
- the lid body 11 is preferably airtightly or watertightly joined to the exterior body main body 12 by an adhesive, heat sealing, ultrasonic welding, laser welding, or the like.
- a pair of external terminals 13 which are a pair of positive and negative module terminals, are arranged on the lid 11 .
- the power storage device 1 charges electricity from the outside and discharges electricity to the outside through the pair of external terminals 13 .
- the external terminal 13 is made of a conductive member made of metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the
- the power storage element unit 50 has power storage elements 100 , busbars 60 electrically connected to the power storage elements 100 , and busbar holders 30 that hold the busbars 60 .
- a busbar holder 30 for holding a plurality of busbars 60 is provided on a storage element array 101 composed of a plurality of (specifically, eight) storage elements 100 and a plurality of spacers 130 and 135. are placed.
- a plurality of electric devices 40 and bus bars 65 connected to these electric devices 40 are arranged on the upper surface of the busbar holder 30 .
- the power storage element 100 is a secondary battery (single battery) capable of charging and discharging electricity, and more specifically, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
- the storage element 100 has a flat rectangular parallelepiped (square) container 110 and a pair of (positive and negative electrode) electrode terminals 120 fixed to the container 110 . Inside the container 110, an electrode assembly, a current collector, an electrolytic solution, and the like (not shown) are accommodated.
- An example of the electrode body of the storage element 100 is a wound electrode body formed by winding a positive electrode plate and a negative electrode plate with a separator sandwiched between them in layers.
- the storage element 100 may be provided with a laminated (stacked) electrode body formed by stacking a plurality of flat plate-shaped electrode plates, or a bellows-shaped electrode body formed by folding the electrode plates into a bellows shape. good.
- the power storage element 100 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 may be a capacitor.
- the power storage device 100 may be a primary battery that can use stored electricity without being charged by the user, instead of a secondary battery.
- the storage element 100 may be a battery using a solid electrolyte.
- the storage element 100 may be a pouch-type storage element.
- the shape of the electric storage element 100 is not limited to the rectangular shape described above, and may be other shapes such as a polygonal columnar shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, and an oval columnar shape.
- the container 110 has a pair of long side surfaces 110a, a pair of short side surfaces 110b, and a terminal arrangement surface 110c.
- the terminal arrangement surface 110c is a surface on which the positive and negative electrode terminals 120 are arranged.
- a gas exhaust valve 105 is further arranged on the terminal arrangement surface 110c. When the internal pressure of the container 110 is excessively increased, the gas discharge valve 105 is a portion that receives the internal pressure and opens to discharge the gas inside the container 110 to the outside.
- each of the plurality of power storage elements 100 is arranged in a posture in which the long side surface 110a faces the direction in which the power storage elements 100 are arranged (the X-axis direction).
- one spacer 130 is arranged for every two power storage elements 100
- spacers 135 are also arranged at both ends of the power storage element row 101 .
- the storage element array 101 may be restrained in the direction in which the plurality of storage elements 100 are arranged by a restraining member (not shown). In this case, even if the end plate of the restraining member is made of metal, spacer 135 electrically insulates the end plate from power storage element 100 adjacent to the end plate.
- the busbar holder 30 is a flat rectangular insulating member that is arranged to face the terminal arrangement surface 110c of the storage element 100 and holds the plurality of busbars 60 and the electrical equipment 40 .
- the busbar holder 30 is an example of an intermediate member, and is formed of, for example, any electrically insulating resin material that can be used for the exterior body 10 described above.
- the busbar 60 held by the busbar holder 30 is positioned with respect to the electrode terminal 120 to be joined, and in that state is joined to the electrode terminal 120 by laser welding, for example.
- the eight power storage elements 100 included in power storage element unit 50 two adjacent power storage elements 100 are connected in parallel by bus bar 60 .
- four groups of energy storage elements 100 connected in parallel are formed.
- a set of these four storage elements 100 are connected in series by three bus bars 60 .
- a bus bar 60 is joined to each of the overall positive terminal 121 and the overall negative terminal 122 of the storage element unit 50 having the eight storage elements 100 electrically connected in this way.
- the positive electrode terminals 120 of the two storage elements 100 at the ends in the positive direction of the X-axis are the total positive terminals 121, and the two terminals at the ends in the negative direction of the X-axis are positive electrodes.
- the negative electrode terminal 120 of the storage element 100 is the total negative terminal 122 .
- the busbar 60 joined to the overall positive terminal 121 is referred to as a busbar 60A
- the busbar 60 joined to the overall negative terminal 122 is referred to as a busbar 60B.
- the electric device 40 arranged in the busbar holder 30 is electrically connected to the plurality of power storage elements 100 included in the power storage element unit 50 , and is connected to the positive or negative external terminal of the power storage element unit 50 via the busbar 65 . 13 are electrically connected.
- control device 42 and relay 41 are provided in power storage device 1 as electrical device 40 arranged in busbar holder 30 .
- the control device 42 is, for example, an electric device 40 called a BMU (Battery Management Unit), detects the voltage of each of the plurality of storage elements 100 and the temperature of the storage element unit 50, and controls the state of charge of the plurality of storage elements 100. do.
- the control device 42 is connected to the general negative terminal 122 of the storage element unit 50 via the bus bar 60B, and is also connected to the negative external terminal 13 via the bus bar 65 .
- the relay 41 is, for example, an electrical device 40 having a mechanical relay element, and has a function of switching on and off charging or discharging of the plurality of power storage elements 100 under the control of the control device 42 .
- Relay 41 is connected to total positive terminal 121 of power storage element unit 50 via bus bar 60A and is connected to positive external terminal 13 via bus bar 65 .
- the relay 41 is attached to the busbar holder 30 by a holding member 80, as shown in FIG. A mounting structure of the relay 41 to the busbar holder 30 will be described in detail below with reference to FIGS. 4A to 6.
- FIG. 1 A mounting structure of the relay 41 to the busbar holder 30 will be described in detail below with reference to FIGS. 4A to 6.
- FIG. 4A is a first enlarged perspective view showing the configuration of relay 41 and its periphery according to the embodiment.
- FIG. 4B is a second enlarged perspective view showing the configuration of relay 41 and its surroundings according to the embodiment.
- FIG. 4B shows the configuration of the relay 41 and its surroundings with the busbar holder 30 (including the relay 41 and the like thereabove) shown in FIG. 4A rotated by 90° around the Z axis.
- FIG. 5 is an exploded perspective view corresponding to FIG. 4A.
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a mounting structure of the relay 41 to the busbar holder 30 according to the embodiment.
- a bolt 68 is inserted through a through hole provided at the end of the bus bar 65 opposite to the relay 41 , and the bolt 68 connects the external terminal 13 (see FIG. 1 ) and the bus bar 65 . That is, the relay 41 is arranged between the total positive terminal 121 of the storage element unit 50 and the positive external terminal 13 in the main power supply path of the storage device 1 .
- a holding member 80 that holds the relay 41 is made of an electrically insulating resin material such as PC, PP, PE, or PS, like the exterior body 10 and the busbar holder 30 .
- the holding member 80 has an engaging portion 85 , and the holding member 80 is attached to the busbar holder 30 by hooking the engaging portion 85 on the busbar holder 30 .
- the engaging portion 85 is provided in the holding member 80 as a portion that forms an opening. 85 is hooked on the busbar holder 30 .
- power storage device 1 is provided with a plurality of pairs of engaging portions 85 and claw portions 38 , whereby holding member 80 is stably attached to busbar holder 30 .
- power storage device 1 includes power storage element 100 , relay 41 electrically connected to power storage element 100 , and bus bar holders arranged between power storage element 100 and relay 41 . 30 , a holding member 80 , and an exterior body 10 .
- the holding member 80 holds the relay 41 while attached to the busbar holder 30 .
- the exterior body 10 accommodates the power storage element 100 , the relay 41 , the busbar holder 30 and the holding member 80 .
- the holding member 80 has a first wall portion 81 located on the side of the relay 41 opposite to the busbar holder 30 and holds the relay 41 between the first wall portion 81 and the busbar holder 30 .
- the holding member 80 has an engaging portion 85 that is hooked on the busbar holder 30 .
- the holding member 80 holds the relay 41 with the engaging portion 85 hooked on the busbar holder 30 .
- the relay 41 is held in a state in which the engaging portion 85 of the holding member 80 is hooked on the busbar holder 30, so the relay 41 can be held more reliably with a simple configuration.
- the holding member 80 having such a configuration is preferably made of resin, which is an insulating material. This is because it is easy to form the engaging portion 85 having a shape and size that is easy to attach to the busbar holder 30 and difficult to come off.
- the exterior body 10 has a lid body 11 that covers the relay 41 and the holding member 80 from the side opposite to the busbar holder 30, as shown in FIGS.
- the first wall portion 81 of the holding member 80 is arranged at a position spaced apart from the lid body 11 as shown in FIG. 6 .
- the influence of the external force on the relay 41 can be more reliably eliminated. Since the transmission of vibration to the lid body 11 during the operation of the relay 41 is also suppressed, leakage of operating noise is more reliably suppressed. These things contribute to improving the reliability of the power storage device 1 .
- power storage device 1 further includes buffer member 90 arranged between relay 41 and at least one of holding member 80 and busbar holder 30 .
- buffer member 90 is arranged between the relay 41 and each of the holding member 80 and the busbar holder 30 .
- the holding member 80 holds the relay 41 without contacting the terminals of the relay 41 that are connected to other conductive members.
- the relay 41 has a first terminal 41b and a second terminal 41c protruding from a relay body (relay case 41a).
- the first terminal 41b protrudes from the relay case 41a in the positive Y-axis direction
- the second terminal 41c protrudes from the relay case 41a in the negative Y-axis direction.
- the holding member 80 holds the relay 41 without contacting these terminals.
- the holding member 80 does not contact the first terminal 41b and the second terminal 41c in any of the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction. Accordingly, even when the vibration applied to power storage device 1 is transmitted to holding member 80, holding member 80 is less likely to apply the vibration to first terminal 41b and second terminal 41c. As a result, problems such as loosening of the connecting portions between the first terminal 41b and the second terminal 41c and the bus bar 60 are suppressed.
- the holding member 80 should be made of an insulating material. That is, the holding member 80 may be formed of, for example, a metal base material and an insulating material (resin, rubber, glass fiber, or the like) covering the surface of the base material. This improves the impact resistance of the holding member 80 .
- the cover member that covers the relay 41 and the holding member 80 may not be the lid body 11 of the exterior body 10.
- the first wall portion 81 of the holding member 80 is arranged at a position separated from the inner lid, thereby 80 becomes less susceptible to deformation or vibration of the inner lid. Leakage of the operation sound of the relay 41 to the outside of the power storage device 1 is also suppressed.
- the first wall portion 81 of the holding member 80 and the cover member (lid 11, etc.) need not be separated. When the first wall portion 81 and the cover member are in contact with each other, the cover member (cover 11 or the like) may stabilize the position of the holding member 80 .
- the cushioning member 90 may not be arranged on either or both of the top and bottom of the relay 41 . By not arranging at least one of the buffer members 90 above and below the relay 41, the height (width in the Z-axis direction) of the holding member 80 can be reduced.
- the holding member 80 does not have to have the second wall portion 82 . Instead of the second wall portion 82, the holding member 80 connects the first wall portion 81 and the busbar holder 30 with a portion having a shape (such as a rod shape or a string shape) that is not generally called a “wall portion”. may Even in this case, the holding member 80 can hold the relay 41 arranged between the first wall portion 81 and the busbar holder 30 .
- a shape such as a rod shape or a string shape
- the holding member 80 is separate from the intermediate member (the busbar holder 30 in the above embodiment), but the holding member 80 may be formed integrally with the intermediate member.
- the storage element unit 50 may not have the spacers 130 and 135. For example, when an insulating film made of an insulating material is arranged along the outer surface of the container 110 of each of the plurality of power storage elements 100, the power storage element unit 50 does not need to have the spacers 130 and 135. .
- the present invention can be applied to a power storage device having a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
蓄電装置は、蓄電素子と、蓄電素子に電気的に接続されたリレーと、蓄電素子及びリレーの間に配置されたバスバーホルダと、保持部材と、外装体とを備える。保持部材は、バスバーホルダに取り付けられた状態でリレーを保持する。外装体は、蓄電素子、リレー、バスバーホルダ、及び保持部材を収容する。保持部材は、リレーの、バスバーホルダとは反対側に位置する第一壁部を有し、第一壁部とバスバーホルダとの間にリレーを保持する。
Description
本発明は、蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
特許文献1には、複数の電池セルを備える電池モジュールが開示されている。この電池モジュールは、複数の電池セルの配列方向に交差する第1方向から複数の電池セルを覆う樹脂製のバスバーカバーと、電池セルとは反対側からバスバーカバーを覆うと共に、バスバーカバーに保持され、バスバーカバーとの間に収容空間を形成する樹脂製の収容カバーとを備える。収容空間には電池セルの状態を監視する基板が収容されており、基板は、基板に形成された複数の挿通孔のそれぞれに、バスバーカバーに設けられた突起部が挿通された状態で、バスバーカバーに保持されている。
上記従来の電池モジュール(蓄電装置)では、電池セル(蓄電素子)の充放電を制御するための電気機器である基板は、ともに樹脂で形成されたバスバーカバーと収容カバーとの間において、バスバーカバーに係合した状態で配置される。これにより、基板と導通すべきでない他の部材と、基板との電気的な絶縁性が確保される。しかし、基板は、バスバーカバーと直接的に係合するため、基板を確実に固定するためには、バスバーカバーが備える固定のための部位(複数の突起部)それぞれの位置に高い精度が求められる。基板等の電気機器をバスバーカバーに強固に固定した場合、電気機器は、バスバーカバーに与えられた振動または衝撃の影響を受けやすくなり、これにより、電気機器または電気機器を固定している部位が変形または損傷する可能性もある。このことは、機械式のリレー素子を複数有するリレーのような比較的に重量が大きい電気機器の場合に、特に問題となりやすい。
本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、信頼性が向上された蓄電装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子に電気的に接続されたリレーと、前記蓄電素子及び前記リレーの間に配置された中間部材と、前記中間部材に取り付けられた状態で前記リレーを保持する保持部材と、前記蓄電素子、前記リレー、前記中間部材、及び前記保持部材を収容する外装体と、を備え、前記保持部材は、前記リレーの、前記中間部材とは反対側に位置する第一壁部を有し、前記第一壁部と前記中間部材との間に前記リレーを保持する。
本発明によれば、信頼性が向上された蓄電装置を提供できる。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子に電気的に接続されたリレーと、前記蓄電素子及び前記リレーの間に配置された中間部材と、前記中間部材に取り付けられた状態で前記リレーを保持する保持部材と、前記蓄電素子、前記リレー、前記中間部材、及び前記保持部材を収容する外装体と、を備え、前記保持部材は、前記リレーの、前記中間部材とは反対側に位置する第一壁部を有し、前記第一壁部と前記中間部材との間に前記リレーを保持する。
この構成によれば、中間部材に取り付けられた保持部材が有する第一壁部と中間部材とに挟まれた状態でリレーが保持されるため、リレーをより確実に保持できる。これにより、蓄電装置が衝撃または振動を受けた場合に、リレーまたはリレーを固定している部位が変形または損傷することを抑制できる。さらに、蓄電装置の外装体の一部でリレーを押さえる場合とは異なり、当該一部に与えられた外力がほぼそのままリレーに与えられる可能性が低減される。このように、本態様に係る蓄電装置は、信頼性が向上された蓄電装置である。
前記保持部材は、前記中間部材に引っ掛けられる係合部を有し、前記係合部が前記中間部材に引っ掛けられた状態で、前記リレーを保持する、としてもよい。
この構成によれば、保持部材が有する係合部が中間部材に引っ掛けられた状態でリレーが保持されるため、簡易な構成でリレーをより確実に保持できる。
前記外装体は、前記リレー及び前記保持部材を、前記中間部材とは反対側から覆うカバー部材を有し、前記保持部材の前記第一壁部は、前記カバー部材から離間した位置に配置されている、としてもよい。
この構成によれば、カバー部材に外力が作用した場合に、その外力のリレーへの影響をより確実に排除できる。リレーの作動時の振動のカバー部材への伝動も抑制されるため、作動音の漏れ出しもより確実に抑制される。これらのことは、蓄電装置の信頼性の向上に寄与する。
前記蓄電装置はさらに、前記リレーと、前記保持部材及び前記中間部材の少なくとも一方との間に配置された緩衝部材を備える、としてもよい。
この構成によれば、振動または衝撃が緩衝部材によって吸収されるため、リレーがより確実に保護される。リレーにある程度の保持力を与えながら、リレー及び保持部材の公差を吸収できるため、適切な位置でのリレーの保持と、その保持の確実性とが図られる。
前記保持部材はさらに、前記リレーの、前記第一壁部と対向する側面に隣接する側面に対向する第二壁部を有する、としてもよい。
この構成によれば、例えば、蓄電素子の上方に中間部材及びリレーが位置する姿勢において、保持部材の第一壁部により、リレーの上方への移動が規制され、かつ、保持部材の第二壁部により、リレーの側方(水平方向)への移動も規制できる。つまり、保持部材は、リレーを立体的に囲むように構成されていることで、リレーの様々な方向への移動をより確実に抑制できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(その変形例も含む)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、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。
以下の説明及び図面中において、蓄電装置の外装体の長手方向、複数の蓄電素子の並び方向、または、蓄電素子の容器の長側面の対向方向を、X軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の短手方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、1つの蓄電素子における一対の電極端子の並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の本体と蓋体との並び方向、バスバーホルダと蓄電素子ユニットとの並び方向、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(本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軸プラス方向とは、X軸の矢印方向を示し、X軸マイナス方向とは、X軸プラス方向とは反対方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。単に、「X軸方向」という場合は、X軸に平行な双方向またはいずれか一方の方向を意味する。Y軸及びZ軸に関する用語についても同様である。
さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が直交している、とは、当該2つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。
(実施の形態)
[1.蓄電装置の全般的な説明]
まず、実施の形態に係る蓄電装置1の概略構成について説明する。図1は、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、実施の形態に係る蓄電装置1の分解斜視図である。図3は、実施の形態に係る蓄電素子100の外観を示す斜視図である。
[1.蓄電装置の全般的な説明]
まず、実施の形態に係る蓄電装置1の概略構成について説明する。図1は、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、実施の形態に係る蓄電装置1の分解斜視図である。図3は、実施の形態に係る蓄電素子100の外観を示す斜視図である。
外装体10の内部には、図2以降の図に示される部材に加え、電気機器40に接続される配線等が収容されているが、これらの部材の図示及び説明は適宜省略する。
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できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置1は、例えば、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電装置1は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)及びガソリン自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置1は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。
図1及び図2に示すように、蓄電装置1は、外装体10と、外装体10に収容された蓄電素子ユニット50とを備えている。外装体10は、蓄電装置1の筐体を構成する箱形(略直方体形状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体10は、蓄電素子ユニット50の外方に配置され、これらを所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体10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)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE(変性PPEを含む))、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体10は、これにより、蓄電素子ユニット50等が外部の金属部材等に接触することを回避する。外装体10と、蓄電素子ユニット50等との間における電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体10は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
外装体10は、外装体本体12と蓋体11とを有する。外装体本体12は、Z軸プラス方向側に開口12aが形成された有底矩形筒状のハウジングであり、蓄電素子ユニット50等を収容する。蓋体11は、外装体本体12の開口12aを閉塞する矩形状の部材である。本実施の形態では、蓋体11は、後述するリレー41等を覆うカバー部材の一例である。蓋体11は、外装体本体12と、接着剤、ヒートシール、超音波溶着、またはレーザー溶着等によって、好ましくは気密または水密に接合される。蓋体11には、正極及び負極の一対のモジュール端子である一対の外部端子13が配置されている。蓄電装置1は、この一対の外部端子13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。外部端子13は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。
蓄電素子ユニット50は、蓄電素子100と、蓄電素子100に電気的に接続されるバスバー60と、バスバー60を保持するバスバーホルダ30とを有する。本実施の形態では、複数(具体的には8個)の蓄電素子100と、複数のスペーサ130及び135とで構成される蓄電素子列101の上に、複数のバスバー60を保持するバスバーホルダ30が配置されている。バスバーホルダ30の上面には、複数の電気機器40及びこれら電気機器40に接続されたバスバー65が配置されている。
蓄電素子100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等の非水電解質二次電池である。蓄電素子100は、図3に示すように、扁平な直方体形状(角形)の容器110と容器110に固定された一対の(正極及び負極の)電極端子120とを有している。容器110の内方には図示しない電極体、集電体及び電解液等が収容されている。蓄電素子100が有する電極体としては、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成された巻回型の電極体が例示される。その他、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体が蓄電素子100に備えられてもよい。
蓄電素子100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い。蓄電素子100は、二次電池ではなく、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。蓄電素子100は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子100は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子100の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよい。
本実施の形態では、容器110は、図3に示すように、一対の長側面110aと、一対の短側面110bと、端子配置面110cとを有する。端子配置面110cは、正極及び負極の電極端子120が配置された面である。本実施の形態では、端子配置面110cにはさらに、ガス排出弁105が配置されている。ガス排出弁105は、容器110の内圧が過度に上昇した場合に、その内圧を受けて開放し、これにより容器110内部のガスを外部に排出する部位である。
蓄電素子列101において、複数の蓄電素子100のそれぞれは、長側面110aが複数の蓄電素子100の並び方向(X軸方向)に向けられた姿勢で並べられている。このように並べられた複数の蓄電素子100において、2つの蓄電素子100ごとに1つのスペーサ130が配置されており、蓄電素子列101の両端のそれぞれにもスペーサ135が配置されている。蓄電素子列101は、図示しない拘束部材によって、複数の蓄電素子100の並び方向に拘束されてもよい。この場合、拘束部材が有するエンドプレートが金属製である場合であっても、エンドプレートと、エンドプレートに隣接する蓄電素子100とは、スペーサ135によって電気的に絶縁される。
バスバーホルダ30は、蓄電素子100の端子配置面110cに対向して配置され、複数のバスバー60及び電気機器40を保持する扁平な矩形状の絶縁部材である。バスバーホルダ30は、中間部材の一例であり、例えば、上記の外装体10に使用可能ないずれかの電気的絶縁性を有する樹脂材料等で形成されている。
バスバーホルダ30に保持されたバスバー60は、接合相手である電極端子120に対して位置決めされ、その状態で、例えばレーザー溶接によって電極端子120に接合される。本実施の形態では、蓄電素子ユニット50が有する8個の蓄電素子100において、隣り合う2つの蓄電素子100がバスバー60により並列接続される。これにより、並列接続された蓄電素子100の組が4つ形成されている。さらに、これら4つの蓄電素子100の組は、3つのバスバー60により直列に接続されている。このように電気的に接続された8つの蓄電素子100を有する蓄電素子ユニット50の総プラス端子121及び総マイナス端子122のそれぞれには、バスバー60が接合されている。本実施の形態では、図2に示すように、X軸プラス方向の端部の2つの蓄電素子100の正極の電極端子120が総プラス端子121であり、X軸マイナス方向の端部の2つの蓄電素子100の負極の電極端子120が総マイナス端子122である。本実施の形態では、複数のバスバー60の内の、総プラス端子121に接合されたバスバー60を、バスバー60Aと表記し、総マイナス端子122に接合されたバスバー60を、バスバー60Bと表記する。
バスバー60による、8個の蓄電素子100の電気的な接続態様はこれに限定されず、例えば、8個の蓄電素子100の全てが複数のバスバー60によって直列に接続されてもよい。蓄電素子ユニット50が備える蓄電素子100の数は8には限定されない。蓄電素子ユニット50が備える蓄電素子100の数は1以上であればよい。
バスバーホルダ30に配置された電気機器40は、蓄電素子ユニット50が備える複数の蓄電素子100と電気的に接続されており、かつ、バスバー65を介して蓄電素子ユニット50の正極または負極の外部端子13と電気的に接続されている。本実施の形態では、図2に示すように、制御装置42及びリレー41が、バスバーホルダ30に配置された電気機器40として、蓄電装置1に備えられている。
制御装置42は、例えばBMU(Battery Management unit)と呼ばれる電気機器40であり、複数の蓄電素子100それぞれの電圧及び蓄電素子ユニット50の温度等を検出し、複数の蓄電素子100の充電状態を制御する。制御装置42は、バスバー60Bを介して蓄電素子ユニット50の総マイナス端子122と接続されており、かつ、バスバー65を介して負極の外部端子13と接続されている。リレー41は、例えば機械式のリレー素子を有する電気機器40であり、制御装置42による制御の下で、複数の蓄電素子100の充電または放電のオン及びオフを切り替える機能を有する。リレー41は、バスバー60Aを介して蓄電素子ユニット50の総プラス端子121と接続されており、かつ、バスバー65を介して正極の外部端子13と接続されている。
このように構成された蓄電装置1において、リレー41は、図2に示すように、保持部材80によって、バスバーホルダ30に取り付けられている。以下、バスバーホルダ30に対するリレー41の取付構造について、図4A~図6を参照しながら詳細に説明する。
[2.バスバーホルダに対するリレーの取付構造について]
図4Aは、実施の形態に係るリレー41及びその周辺の構成を示す第1の拡大斜視図である。図4Bは、実施の形態に係るリレー41及びその周辺の構成を示す第2の拡大斜視図である。図4Bでは、図4Aに示すバスバーホルダ30(その上部のリレー41等を含む)をZ軸周りに90°回転させた状態で、リレー41及びその周辺の構成が図示されている。図5は、図4Aに対応する分解斜視図である。図6は、実施の形態に係るリレー41のバスバーホルダ30に対する取付構造を示す断面図である。図6では、図5のVI-VI線を通るYZ平面における蓄電装置1の一部の断面が単純化されて図示されており、リレー41については、断面ではなく、おおよその存在範囲が斜線が付された矩形領域で表されている。図4A~図6では、蓄電装置1が備える蓄電素子ユニット50及び外装体10の図示は省略されている。
図4Aは、実施の形態に係るリレー41及びその周辺の構成を示す第1の拡大斜視図である。図4Bは、実施の形態に係るリレー41及びその周辺の構成を示す第2の拡大斜視図である。図4Bでは、図4Aに示すバスバーホルダ30(その上部のリレー41等を含む)をZ軸周りに90°回転させた状態で、リレー41及びその周辺の構成が図示されている。図5は、図4Aに対応する分解斜視図である。図6は、実施の形態に係るリレー41のバスバーホルダ30に対する取付構造を示す断面図である。図6では、図5のVI-VI線を通るYZ平面における蓄電装置1の一部の断面が単純化されて図示されており、リレー41については、断面ではなく、おおよその存在範囲が斜線が付された矩形領域で表されている。図4A~図6では、蓄電装置1が備える蓄電素子ユニット50及び外装体10の図示は省略されている。
本実施の形態において、リレー41は、図4A、図4B及び図5に示すように保持部材80に保持された状態でバスバーホルダ30の、リレー取付面35に取り付けられている。リレー41は、1以上のリレー素子を収容するリレーケース41aと、蓄電素子列101と電気的に接続される第一端子41bと、外部端子13と電気的に接続される第二端子41cとを有する。具体的には、図4Bに示すように、第一端子41bには、蓄電素子ユニット50の総プラス端子121に接合されたバスバー60Aが、ボルト及びナットによって接続される。第二端子41cには、図4A及び図5に示すように、バスバー65がボルト66及びナット67によって接続される。バスバー65の、リレー41とは反対側の端部に設けられた貫通孔にはボルト68が挿通され、ボルト68によって外部端子13(図1参照)とバスバー65とが接続される。つまり、蓄電装置1の主電源経路における蓄電素子ユニット50の総プラス端子121と、正極の外部端子13との間に、リレー41が配置されている。
リレー41を保持する保持部材80は、外装体10及びバスバーホルダ30と同じく、PC、PP、PE、またはPS等の電気的絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。保持部材80は係合部85を有し、係合部85がバスバーホルダ30に引っ掛けられることで、保持部材80はバスバーホルダ30に取り付けられる。本実施の形態では、係合部85は開口を形成する部分として保持部材80に設けられており、バスバーホルダ30が有する爪部38が係合部85の開口に引っ掛けられることで、係合部85がバスバーホルダ30に引っ掛けられる。本実施の形態では、蓄電装置1において、係合部85及び爪部38のペアが複数設けられており、これにより、保持部材80は、安定的にバスバーホルダ30に取り付けられる。
保持部材80は、リレー41を上方及び側方から覆う形状を有している。具体的には、保持部材80は、リレー41の、バスバーホルダ30とは反対側の面(上面)に対向する第一壁部81と、リレー41の、上面に隣接する側面に対向する第二壁部82とを有する。リレー41の上下(Z軸方向の両側)のそれぞれには、図5及び図6に示すように、緩衝部材90が配置されており、リレー41は、緩衝部材90を介して、保持部材80の第一壁部81と、バスバーホルダ30のリレー取付面35とに挟まれた状態で配置されている。
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電装置1は、蓄電素子100と、蓄電素子100に電気的に接続されたリレー41と、蓄電素子100及びリレー41の間に配置されたバスバーホルダ30と、保持部材80と、外装体10とを備える。保持部材80は、バスバーホルダ30に取り付けられた状態でリレー41を保持する。外装体10は、蓄電素子100、リレー41、バスバーホルダ30、及び保持部材80を収容する。保持部材80は、リレー41の、バスバーホルダ30とは反対側に位置する第一壁部81を有し、第一壁部81とバスバーホルダ30との間にリレー41を保持する。
このように本実施の形態に係る蓄電装置1では、中間部材(本実施の形態ではバスバーホルダ30)に取り付けられた保持部材80が有する第一壁部81と中間部材とに挟まれた状態でリレー41が保持されるため、リレー41をより確実に保持できる。これにより、蓄電装置1が衝撃または振動を受けた場合に、リレー41またはリレー41を固定している部位が変形または損傷することを抑制できる。特に、リレー41は、内部に機械式のリレー素子を有していることで比較的に重いため、蓄電装置1が衝撃または振動を受けた場合に、リレー41を固定している部位が変形または損傷しやすい。このような比較的に重い電気機器を、適切に保持することは、蓄電装置1の耐衝撃性及び耐振動性の向上の観点から重要である。さらに、蓄電装置1の外装体10の一部でリレー41を押さえる場合とは異なり、当該一部に与えられた外力がほぼそのままリレー41に与えられる可能性が低減される。このように、本実施の形態に係る蓄電装置1は、信頼性が向上された蓄電装置である。
本実施の形態では、保持部材80は、中間部材(本実施の形態ではバスバーホルダ30)とは別体であるため、保持部材80により、リレー41のサイズまたは配置位置についての公差を吸収しつつ、より適切にリレー41を保持できる。
本実施の形態では、保持部材80は、バスバーホルダ30に引っ掛けられる係合部85を有する。保持部材80は、係合部85がバスバーホルダ30に引っ掛けられた状態で、リレー41を保持する。
この構成によれば、保持部材80が有する係合部85がバスバーホルダ30に引っ掛けられた状態でリレー41が保持されるため、簡易な構成でリレー41をより確実に保持できる。このような構成を有する保持部材80は、絶縁材料である樹脂で形成されることが好ましい。バスバーホルダ30に取り付けやすく、かつ外れ難い形状及びサイズの係合部85の形成が容易なためである。
本実施の形態では、外装体10は、図2及び図6に示すように、リレー41及び保持部材80を、バスバーホルダ30とは反対側から覆う蓋体11を有する。保持部材80の第一壁部81は、図6に示すように、蓋体11から離間した位置に配置されている。
この構成によれば、例えば、蓋体11に下向き(外装体10の内部向き)に外力が作用した場合に、その外力のリレー41への影響をより確実に排除できる。リレー41の作動時の振動の蓋体11への伝動も抑制されるため、作動音の漏れ出しもより確実に抑制される。これらのことは、蓄電装置1の信頼性の向上に寄与する。
本実施の形態では、蓄電装置1はさらに、リレー41と、保持部材80及びバスバーホルダ30の少なくとも一方との間に配置された緩衝部材90を備える。具体的には、リレー41と保持部材80及びバスバーホルダ30それぞれとの間に緩衝部材90が配置されている。
この構成によれば、振動または衝撃が緩衝部材90によって吸収されるため、リレー41がより確実に保護される。リレー41にある程度の保持力を与えながら、リレー41及び保持部材80の公差を吸収できるため、適切な位置でのリレー41の保持と、その保持の確実性とが図られる。緩衝部材90は、保持部材80及びバスバーホルダ30よりも柔らかい(弾性係数が小さい)部材である。緩衝部材90として、例えば、平板状に形成されたウレタンフォームまたはエラストマーが採用される。
本実施の形態では、保持部材80はさらに、リレー41の、第一壁部81と対向する側面(上面)に隣接する側面に対向する第二壁部82を有する。
この構成によれば、保持部材80の第一壁部81により、リレー41の上方への移動が規制され、かつ、保持部材80の第二壁部82により、リレー41の側方(水平方向)への移動も規制できる。つまり、保持部材80は、リレー41を立体的に囲むように構成されていることで、リレー41の様々な方向への移動をより確実に抑制できる。
本実施の形態では、保持部材80は、リレー41が有する、他の導電部材と接続される端子とは接触しない状態で、リレー41を保持している。具体的には、リレー41は、図4A~図6に示すように、リレー本体部(リレーケース41a)から突出する第一端子41b及び第二端子41cを有している。第一端子41bは、リレーケース41aからY軸プラス方向に突出し、第二端子41cは、リレーケース41aからY軸マイナス方向に突出している。このような構成を有するリレー41に対し、保持部材80は、これら端子に対して接触しない状態でリレー41を保持する。つまり、保持部材80は、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向のいずれの方向においても、第一端子41b及び第二端子41cには接触しない。これにより、蓄電装置1に与えられた振動が保持部材80に伝達した場合であっても、保持部材80がその振動を、第一端子41b及び第二端子41cのそれぞれには与え難い。その結果、第一端子41b及び第二端子41cそれぞれとバスバー60との接続部分が緩むなどの不具合の発生が抑制される。
[3.変形例]
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1について説明したが、本発明は、この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く、本発明の範囲には、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。
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置1について説明したが、本発明は、この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く、本発明の範囲には、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。
保持部材80が有する係合部85のバスバーホルダ30への引っ掛けの態様は、図4A~図6に示される態様には限定されない。例えば係合部85が有する爪が、バスバーホルダ30に形成された開口に引っ掛けられてもよい。保持部材80の、バスバーホルダ30に対する取付手法として、引っ掛け以外の手法が採用されてもよい。締結、接着、または溶着等によって、保持部材80がバスバーホルダ30に取り付けられてもよい。ただし、リレー41のメンテナンスまたは交換を考慮すると、着脱自在な手法によって保持部材80がバスバーホルダ30に取り付けられることが好ましい。
蓄電素子100とリレー41との間に配置され、かつ、保持部材80が取り付けられる中間部材は、バスバーホルダ30には限定されない。バスバー60の位置規制または保持等の機能を持たない部材が、保持部材80が取り付けられる中間部材であってもよい。
保持部材80は、少なくとも外面が絶縁材料で形成されていればよい。つまり、保持部材80は、例えば金属製の基材と、基材の表面を覆う絶縁材料(樹脂、ゴム、またはガラス繊維等)とで形成されていてもよい。これにより、保持部材80の耐衝撃性が向上する。
リレー41及び保持部材80を覆うカバー部材は、外装体10の蓋体11でなくてもよい。例えば、保持部材80と蓋体11との間に、中蓋が配置されている場合、保持部材80の第一壁部81が、中蓋から離間した位置に配置されていることで、保持部材80は、中蓋の変形または振動等の影響を受け難くなる。リレー41の作動音の蓄電装置1の外部への漏れ出しも抑制される。
保持部材80と、リレー41が有する、他の導電部材と接続される端子(第一端子41b及び第二端子41c)とは接触していてもよい。保持部材80とこれら端子とが接触している場合、保持部材80が、これら端子の変位または変形を抑制してもよい。
保持部材80の第一壁部81と、カバー部材(蓋体11等)とは離間していなくてもよい。第一壁部81と、カバー部材とが接触している場合、カバー部材(蓋体11等)が、保持部材80の位置を安定化させてもよい。
リレー41の上下いずれか一方または両方に、緩衝部材90が配置されていなくてもよい。リレー41の上下の緩衝部材90の少なくとも一方を配置しないことで、保持部材80の高さ(Z軸方向の幅)を小さくできる。
保持部材80は、第二壁部82を有しなくてもよい。保持部材80は、第二壁部82に換えて、一般的に「壁部」とは呼ばれない形状(棒状または紐状など)の部分で第一壁部81とバスバーホルダ30とを接続してもよい。この場合であっても、保持部材80は、第一壁部81とバスバーホルダ30との間に配置されたリレー41を保持できる。
上記実施の形態では、保持部材80は中間部材(上記実施の形態ではバスバーホルダ30)と別体であることとしたが、保持部材80は中間部材と一体に形成されてもよい。
蓄電素子ユニット50は、スペーサ130及び135を有しなくてもよい。例えば、複数の蓄電素子100のそれぞれの容器110の外面に沿って、絶縁材料で形成された絶縁フィルムが配置されている場合、蓄電素子ユニット50は、スペーサ130及び135を有しなくてもよい。
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等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
30 バスバーホルダ
35 リレー取付面
38 爪部
40 電気機器
41 リレー
41a リレーケース
41b 第一端子
41c 第二端子
42 制御装置
50 蓄電素子ユニット
80 保持部材
81 第一壁部
82 第二壁部
85 係合部
90 緩衝部材
100 蓄電素子
101 蓄電素子列
10 外装体
11 蓋体
12 外装体本体
30 バスバーホルダ
35 リレー取付面
38 爪部
40 電気機器
41 リレー
41a リレーケース
41b 第一端子
41c 第二端子
42 制御装置
50 蓄電素子ユニット
80 保持部材
81 第一壁部
82 第二壁部
85 係合部
90 緩衝部材
100 蓄電素子
101 蓄電素子列
Claims (5)
- 蓄電素子と、
前記蓄電素子に電気的に接続されたリレーと、
前記蓄電素子及び前記リレーの間に配置された中間部材と、
前記中間部材に取り付けられた状態で前記リレーを保持する保持部材と、
前記蓄電素子、前記リレー、前記中間部材、及び前記保持部材を収容する外装体と、を備え、
前記保持部材は、前記リレーの、前記中間部材とは反対側に位置する第一壁部を有し、前記第一壁部と前記中間部材との間に前記リレーを保持する、
蓄電装置。 - 前記保持部材は、前記中間部材に引っ掛けられる係合部を有し、前記係合部が前記中間部材に引っ掛けられた状態で、前記リレーを保持する、
請求項1記載の蓄電装置。 - 前記外装体は、前記リレー及び前記保持部材を、前記中間部材とは反対側から覆うカバー部材を有し、
前記保持部材の前記第一壁部は、前記カバー部材から離間した位置に配置されている、
請求項1または2記載の蓄電装置。 - さらに、前記リレーと、前記保持部材及び前記中間部材の少なくとも一方との間に配置された緩衝部材を備える、
請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。 - 前記保持部材はさらに、前記リレーの、前記第一壁部と対向する側面に隣接する側面に対向する第二壁部を有する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021020423 | 2021-02-12 | ||
JP2021-020423 | 2021-02-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022172966A1 true WO2022172966A1 (ja) | 2022-08-18 |
Family
ID=82837672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/005180 WO2022172966A1 (ja) | 2021-02-12 | 2022-02-09 | 蓄電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2022172966A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014123516A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 電池パック |
JP2020123518A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | マレリ株式会社 | スイッチング装置 |
JP2020123515A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | マレリ株式会社 | リレー保持構造 |
-
2022
- 2022-02-09 WO PCT/JP2022/005180 patent/WO2022172966A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014123516A (ja) * | 2012-12-21 | 2014-07-03 | Toyota Industries Corp | 電池パック |
JP2020123518A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | マレリ株式会社 | スイッチング装置 |
JP2020123515A (ja) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | マレリ株式会社 | リレー保持構造 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7484178B2 (ja) | 蓄電装置 | |
US20240047833A1 (en) | Energy storage apparatus | |
JP2021150141A (ja) | 蓄電装置 | |
WO2023013466A1 (ja) | 蓄電装置 | |
US20240258653A1 (en) | Energy storage apparatus | |
WO2022172966A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2021187114A1 (ja) | 蓄電装置 | |
JP2022029069A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2022038245A (ja) | 蓄電装置 | |
WO2022196479A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2021187133A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2024004975A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2021187219A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2022255161A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2023047873A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2022254931A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2022230435A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2022255162A1 (ja) | 蓄電装置 | |
JP7524551B2 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2020184068A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2021145272A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2023176752A1 (ja) | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 | |
WO2023249102A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2023176722A1 (ja) | 蓄電装置 | |
WO2023032562A1 (ja) | 蓄電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22752788 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 22752788 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |