WO2023068029A1 - 蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法 - Google Patents

蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法 Download PDF

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WO2023068029A1
WO2023068029A1 PCT/JP2022/037048 JP2022037048W WO2023068029A1 WO 2023068029 A1 WO2023068029 A1 WO 2023068029A1 JP 2022037048 W JP2022037048 W JP 2022037048W WO 2023068029 A1 WO2023068029 A1 WO 2023068029A1
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power storage
opening
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exterior body
storage device
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PCT/JP2022/037048
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陸 相方
良一 奥山
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株式会社Gsユアサ
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device including a plurality of power storage elements and a method for manufacturing the power storage device.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack (power storage device) in which a battery group (power storage unit) composed of a plurality of prismatic secondary batteries (flat power storage elements) is accommodated in a case body and an upper cover (exterior body). ) is disclosed.
  • the power storage unit in which a plurality of flat power storage elements are arranged, is inserted through an opening facing the bottom wall of the exterior main body (case main body). is accommodated in the exterior body.
  • the power storage unit may not be easily assembled, and a configuration capable of improving the ease of assembly is desired.
  • the present invention was made by the inventors of the present invention by newly paying attention to the above problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device capable of improving assembling efficiency, and a method for manufacturing the power storage device. .
  • a power storage device is a power storage device comprising: a power storage unit each having a plurality of flat power storage elements; and an exterior body housing the power storage unit, wherein the exterior body is and an exterior body having a first opening opening in a predetermined direction, the exterior body having a bottom wall facing the first opening in the predetermined direction and integrated with the bottom wall. and a second opening through which the power storage unit can pass is formed at a position facing the side wall of the exterior body main body.
  • a method for manufacturing a power storage device is a method for manufacturing a power storage device including power storage units each having a plurality of flat power storage elements, and an exterior body housing the power storage units.
  • the exterior body has an exterior body body in which a first opening that opens in a predetermined direction is formed, and the exterior body body includes a bottom wall facing the first opening in the predetermined direction, a bottom wall and a side wall integrated with the exterior body, and the power storage unit is passed through a second opening formed at a position facing the side wall of the exterior body main body so that the energy storage unit is attached to the exterior body. housed in
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a power storage device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component of the power storage unit according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of an electric storage element included in the electric storage unit according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of an exterior main body included in the exterior according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a process of housing the power storage unit according to the embodiment inside the exterior body.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a lid included in an exterior body according to Modification 1 of the embodiment.
  • a power storage device includes a power storage unit each having a plurality of flat power storage elements, and an exterior body housing the power storage unit, the power storage device comprising:
  • the exterior body has an exterior body body in which a first opening that opens in a predetermined direction is formed, and the exterior body body includes a bottom wall facing the first opening in the predetermined direction, and the bottom wall.
  • a second opening through which the power storage unit can pass is formed at a position facing the side wall of the exterior body main body.
  • the main body of the exterior body in which the power storage unit having the flat energy storage element is accommodated has the first opening and the integrated bottom wall and side wall. , a second opening through which the power storage unit can pass is formed at a position facing the side wall.
  • a second opening through which the power storage unit can pass is formed at a position facing the side wall. Accordingly, even if it is difficult to insert the power storage unit through the first opening, the power storage unit can be inserted through the second opening, so that the power storage device can be easily assembled. Therefore, it is possible to improve the assemblability of the power storage device.
  • the bottom wall and the side wall may be integrally molded as one member by casting.
  • the bottom wall and the side wall of the exterior main body are integrally molded as one member, so that the number of man-hours for assembling the side wall can be reduced.
  • the second opening may be an opening opening in the direction in which the plurality of power storage elements are arranged.
  • the second opening of the exterior main body opens in the direction in which the plurality of power storage elements are arranged, so that the power storage unit can be inserted through the second opening in the direction in which the power storage elements are arranged. Accordingly, in the power storage unit, the plurality of power storage elements can be inserted into the exterior main body without pressing the plurality of power storage elements in the alignment direction before inserting them. Therefore, since the power storage device can be easily assembled, it is possible to improve the assemblability of the power storage device.
  • the second opening is arranged at a position facing the power storage unit, and the exterior body has a second lid that closes the second opening. You may
  • the second opening of the exterior main body is arranged at a position facing the power storage unit, and the second lid closes the second opening, thereby allowing the power storage unit to be arranged in the direction in which the plurality of power storage elements are arranged.
  • the second opening can be closed with the second lid. Accordingly, after the power storage unit is inserted into the exterior body main body, the second opening can be closed while pressing the plurality of power storage elements in the alignment direction with the second lid. Therefore, since the power storage device can be easily assembled, it is possible to improve the assemblability of the power storage device.
  • the exterior body has a first lid portion that closes the first opening portion, and the second opening portion
  • the power storage unit may be formed to be able to pass through with one lid covering the first opening.
  • the power storage unit is formed to be able to pass through the second opening while the first lid closes the first opening.
  • the power storage unit can be inserted through the second opening even when the opening is closed.
  • the power storage device can be easily assembled, so that the ease of assembly of the power storage device can be improved.
  • the exterior body includes a first lid portion that closes the first opening and a second lid portion that closes the second opening. wherein the first lid portion and the second lid portion may be joined to the exterior body main body to seal the inside of the exterior body.
  • the exterior body includes a first lid portion that closes the first opening and a second lid portion that closes the second opening. You may have a cover which closes said 1st opening part and said 2nd opening part collectively including.
  • the lid body collectively closes the first opening and the second opening with the first lid and the second lid, so that the first opening and the second opening are closed. Since it is not necessary to cover the parts individually, it is possible to improve the assembling efficiency of the power storage device.
  • each of the plurality of power storage elements may have an electrode terminal projecting toward the first opening.
  • the electrode terminals of the energy storage element are arranged to protrude toward the first opening, after the energy storage unit is inserted into the exterior body main body through the second opening, the energy storage unit can be stored through the first opening. Access to the electrode terminals of the device. As a result, the electrode terminals and the busbars can be joined even after the power storage unit is inserted into the exterior main body, so it is not necessary to join the electrode terminals and the busbars before inserting the power storage unit into the exterior body. do not have. Therefore, since the power storage device can be easily assembled, it is possible to improve the assemblability of the power storage device.
  • a method for manufacturing a power storage device is for manufacturing a power storage device including a power storage unit each having a plurality of flat power storage elements, and an exterior body housing the power storage unit.
  • the exterior body has an exterior body body having a first opening opening in a predetermined direction, and the exterior body body has a bottom wall facing the first opening in the predetermined direction. and a side wall integrated with the bottom wall. It is housed in the exterior body.
  • the power storage unit is passed through the second opening and accommodated in the exterior body. Accordingly, as described above, even when it is difficult to insert the power storage unit through the first opening, the power storage unit can be inserted through the second opening, so that the power storage device can be easily assembled. Therefore, it is possible to improve the assemblability of the power storage device.
  • the direction in which a pair of electrode terminals of a power storage element are aligned is defined as the X-axis direction.
  • the direction in which the pair of long sides of the storage element container face each other, the thickness direction (flat direction) of the storage element container, the alignment direction of the plurality of storage elements, the alignment direction of the storage elements and the spacers, and the second opening of the exterior main body or the direction in which the exterior main body and the second lid are arranged is defined as the Y-axis direction.
  • the direction in which one lid is arranged or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
  • These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that cross each other (perpendicularly in this embodiment).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described below as the vertical 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.
  • the X-axis direction indicates either or both of the X-axis plus direction and the X-axis minus direction.
  • the Y-axis direction and the Z-axis direction indicate relative directions or orientations such as parallel and orthogonal.
  • expressions indicating relative directions or orientations such as parallel and orthogonal also include cases where the directions or orientations are not the same.
  • two directions being parallel not only means that the two directions are completely parallel, but also being substantially parallel, that is, including a difference of about several percent, for example. means.
  • the expression “insulation” means "electrical insulation".
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of power storage device 10 according to the present embodiment.
  • the first lid portion 220 and the second lid portion 230 are attached to the exterior body main body 210 of the exterior body 200 in the X-axis plus direction, and from the exterior body main body 210 in the X-axis minus direction. 1 shows a state in which the first lid portion 220 and the second lid portion 230 are removed.
  • the power storage unit 100 in the negative direction of the X axis is illustrated.
  • the power storage device 10 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside.
  • the power storage device 10 is used for electric power storage, power supply, or the like.
  • the power storage device 10 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.
  • the vehicles include electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), and fossil fuel (gasoline, light oil, liquefied natural gas, etc.) 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 10 can also be used as a stationary battery or the like for home or business use.
  • the power storage device 10 includes a power storage unit 100 and an exterior body 200 in which the power storage unit 100 is accommodated.
  • the power storage device 10 also includes external terminals (a positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal) and the like for electrical connection with an external device, but illustrations and descriptions thereof are omitted.
  • the power storage device 10 may also include electrical devices such as circuit boards and relays that monitor or control the charge state and discharge state of the power storage unit 100 .
  • the configurations of the power storage unit 100 and the exterior body 200 will be described in detail below.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing each component of power storage unit 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of storage element 110 included in storage unit 100 according to the present embodiment. All the storage elements 110 included in the storage unit 100 have the same configuration.
  • the power storage unit 100 is a battery module (assembled battery) having a plurality of power storage elements. Specifically, the power storage unit 100 has a substantially rectangular parallelepiped shape elongated in the Y-axis direction by arranging a plurality of power storage elements 110 each flat in the Y-axis direction and elongated in the X-axis direction. have. In the present embodiment, two power storage units 100 arranged in the X-axis direction are accommodated inside exterior body 200 .
  • the power storage unit 100 has multiple power storage elements 110 , multiple spacers 120 , and a busbar frame 130 .
  • the power storage unit 100 also includes bus bars that connect the power storage elements 110 in series or in parallel, bus bars that connect the power storage elements 110 and external terminals, and the like, but illustration thereof is omitted. Note that the power storage unit only needs to have at least a plurality of power storage elements 110, and corresponds to the power storage unit even when there are no other members or when the other members are changed.
  • the power storage element 110 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 power storage element 110 has a rectangular parallelepiped shape (square, rectangular shape) that is elongated in the X-axis direction and flattened in the Y-axis direction.
  • a plurality (60 in FIG. 2) of power storage elements 110 are arranged side by side in the Y-axis direction.
  • the number of power storage elements 110 to be arranged is not particularly limited, and may be several, several tens (about 20), or 80, 90, or 100 or more.
  • the size and shape of the power storage element 110 are not particularly limited, either, and may be flat in the Y-axis direction, such as an oval columnar shape, an elliptical columnar shape, or a polygonal columnar shape other than a rectangular parallelepiped.
  • Electricity storage element 110 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 element 110 may be a primary battery that can use stored electricity without being charged by the user, instead of a secondary battery.
  • Electric storage element 110 may be a battery using a solid electrolyte.
  • the storage element 110 may be a pouch-type storage element.
  • the storage element 110 has a container 111 and a pair of (positive electrode and negative electrode) electrode terminals 112 .
  • An electrode body, a pair of current collectors (positive electrode and negative electrode), and an electrolytic solution (non-aqueous electrolyte) are housed inside the container 111 .
  • gaskets are arranged, but illustration of these is omitted.
  • the electrolytic solution the type thereof is not particularly limited as long as it does not impair the performance of the storage element 110, and various types can be selected.
  • the gasket may be made of any material as long as it has insulating properties.
  • the power storage element 110 includes a spacer arranged on the side of the electrode body, an insulating film that wraps the electrode body and the like, an insulating film (such as a shrink tube) that covers the outer surface of the container 111, and the like. may be
  • the container 111 is a rectangular parallelepiped (square or box-shaped) case that is long in the X-axis direction.
  • the container 111 has a container body 111a with an opening and a container lid portion 111b that closes the opening of the container body 111a.
  • the container main body 111a is a rectangular cylindrical member that constitutes the main body of the container 111 and has a bottom, and an opening is formed in the positive direction of the Z axis.
  • the container lid portion 111b is a rectangular plate-like member that is long in the X-axis direction and constitutes the lid portion of the container 111, and is arranged in the positive Z-axis direction of the container body 111a.
  • the container lid portion 111b has a gas discharge valve 111c that releases the pressure inside the container 111 when the pressure inside the container 111 rises excessively, and a liquid injection portion (Fig. not shown), etc. are provided.
  • the container 111 is hermetically sealed (sealed) by joining the container main body 111a and the container lid portion 111b by welding or the like after housing the electrode body and the like inside the container main body 111a.
  • the container 111 has a pair of long side surfaces extending in the X-axis direction on both side surfaces in the Y-axis direction, and a pair of short side surfaces extending in the Z-axis direction on both side surfaces in the X-axis direction. It has a bottom surface extending in the X-axis direction and an upper surface (terminal arrangement surface) extending in the X-axis direction in the positive Z-axis direction.
  • the material of the container 111 is not particularly limited, and can be a weldable metal such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, or plated steel plate, but resin can also be used. can.
  • the electrode terminal 112 is a terminal member (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) of the storage element 110 arranged on the container lid portion 111b. Specifically, the electrode terminal 112 is arranged in a state of protruding in the Z-axis positive direction from the upper surface (terminal arrangement surface) of the container lid portion 111b. The electrode terminal 112 is electrically connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode body through the current collector. In other words, the electrode terminal 112 is made of metal for leading electricity stored in the electrode body to the external space of the storage element 110 and for introducing electricity into the internal space of the storage element 110 to store the electricity in the electrode body. It is a member made of The electrode terminal 112 is made of aluminum, an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or the like. The shape of the electrode terminal 112 is not particularly limited, and may be formed of a bolt or the like, for example.
  • the electrode assembly is a power storage element (power generation element) formed by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator.
  • the positive electrode plate is formed by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode plate is formed by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode substrate layer, which is a collector foil made of a metal such as copper or a copper alloy.
  • the active material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer any known material can be appropriately used as long as it can intercalate and deintercalate lithium ions.
  • the electrode body is formed by stacking electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate) in the Y-axis direction.
  • the electrode body includes a wound electrode body formed by winding electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate), and a laminated (stacked) electrode formed by stacking a plurality of flat plate-shaped electrode plates.
  • the electrode body may have any form, such as a body or a bellows-shaped electrode body in which an electrode plate is folded into a bellows shape.
  • the current collector is a conductive current collector (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) electrically and mechanically connected to the electrode terminal 112 and the electrode body.
  • the positive electrode current collector is made of aluminum or an aluminum alloy, like the positive electrode substrate layer of the positive electrode plate of the electrode body. It is made of an alloy or the like.
  • the spacer 120 is a flat rectangular member parallel to the XZ plane and elongated in the X-axis direction, which is arranged side by side with the storage element 110 in the Y-axis direction and insulates and/or heats the storage element 110 from other members. is.
  • the spacer 120 is an insulating plate or heat insulating plate that is arranged in the Y-axis plus direction or the Y-axis minus direction of the storage elements 110 to insulate and/or insulate between the storage elements 110 or between the storage elements 110 and the exterior body 200 .
  • the spacer 120 is made of 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), polyamide (PA), ABS resin
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPE polyphenylene ether
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • PEEK polyetheretherketone
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE poly
  • the spacer 120 is arranged so as to cover the entire long side surface of the container 111 of the storage element 110 and about half of the pair of short side surfaces, the top surface, and the bottom surface of the container 111 in the Y-axis direction. be done. Accordingly, the pair of long side surfaces, the pair of short side surfaces, the top surface, and the bottom surface of the storage element 110 are substantially entirely covered with the two spacers 120 sandwiching the storage element 110 . As described above, the spacer 120 insulates and/or heats up the power storage element 110 and also functions as a holder that holds the power storage element 110 and positions the power storage element 110 .
  • Spacer 120 positioned at the end in the positive Y-axis direction is arranged between power storage element 110 positioned at the end in the positive Y-axis direction and exterior body 210 .
  • Spacer 120 located at the end in the negative Y-axis direction is arranged between power storage element 110 located at the end in the negative Y-axis direction and second lid portion 230 .
  • the spacers 120 and the storage elements 110 are arranged alternately in the Y-axis direction. All the spacers 120 may be made of the same material, or any one of the spacers 120 may be made of a different material.
  • the busbar frame 130 is a flat and rectangular member (also referred to as a busbar holder or busbar plate) that insulates the busbar from other members (not shown) and regulates the position of the busbar.
  • a bus bar is a plate-shaped member connected to the storage element 110 .
  • the busbar frame 130 is arranged in the Z-axis positive direction of the plurality of power storage elements 110 and positioned with respect to the plurality of power storage elements 110 . It is positioned with respect to the storage element 110 . Thereby, the bus bar is arranged in the Z-axis positive direction of the plurality of power storage elements 110 and connected (joined) to the electrode terminals 112 of the plurality of power storage elements 110 .
  • the bus bar connects the electrode terminals 112 of the plurality of storage elements 110 to each other and electrically connects the electrode terminals 112 of the storage elements 110 at the ends to the external terminal.
  • the busbar frame 130 is formed of an insulating member such as any resin material that can be used for the spacer 120 described above.
  • the bus bar is formed of a conductive member made of metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, nickel, or a combination thereof, or a conductive member other than metal.
  • the bus bar may connect all power storage elements 110 in series, may connect any power storage elements 110 in parallel and then connect in series, or may connect all power storage elements 110 in parallel.
  • the bus bar and the electrode terminal 112 are connected (joined) by welding, bolts, or the like, but the form of connection is not particularly limited.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the exterior body 210 included in the exterior body 200 according to the present embodiment.
  • the exterior body 200 is a substantially rectangular parallelepiped (box-shaped) container that constitutes the exterior body of the power storage device 10 .
  • the exterior body 200 is arranged outside the power storage unit 100, fixes the power storage unit 100 at a predetermined position, and protects the power storage unit 100 from impact and the like.
  • the exterior body 200 is formed of a metal member such as aluminum, aluminum alloy, stainless steel, iron, plated steel plate, or the like.
  • exterior body 200 is formed by aluminum die casting (aluminum die casting).
  • the exterior body 200 may be formed using casting techniques other than die casting.
  • the exterior body 200 may be formed of an insulating member such as any resin material that can be used for the spacer 120 of the power storage unit 100, which will be described later.
  • the exterior body 200 has an exterior body body 210 that constitutes the main body of the exterior body 200 , and a first lid portion 220 and a second lid portion 230 that constitute lid bodies of the exterior body 200 . are doing.
  • the exterior body main body 210 is a housing (casing) having an opening and accommodates the power storage unit 100 .
  • the first lid portion 220 and the second lid portion 230 are flat rectangular members that close the opening of the exterior main body 210 .
  • the first lid portion 220 and the second lid portion 230 are joined to the exterior body main body 210 by screwing with bolts or the like, welding, adhesion, or the like.
  • the exterior body 200 has a closed (sealed) structure (a structure that does not have holes and does not leak gas, or a waterproof structure).
  • a terminal block for external terminals (a positive electrode external terminal and a negative electrode external terminal) may be attached to the first lid portion 220 or the second lid portion 230, and the external terminals may be arranged on the terminal block.
  • the exterior main body 210 includes a bottom wall 211 facing in a predetermined direction (Z-axis direction) and a direction intersecting (perpendicular to in this embodiment) the predetermined direction ( side walls 212 and 213 and a partition wall 214 facing each other in the Y-axis direction or the X-axis direction). That is, the exterior main body 210 has two bottom walls 211 on the bottom surface in the negative Z-axis direction, two side walls 212 on the side surfaces in the positive Y-axis direction, and two side walls 212 on both sides in the X-axis direction. It has two side walls 213 and a partition wall 214 in the center in the X-axis direction.
  • the exterior body main body 210 is one member in which two bottom walls 211, two side walls 212, two side walls 213, and a partition wall 214 are integrated. That is, the exterior body main body 210 is integrally formed by aluminum die casting or the like, and is integrally formed as one member (one part).
  • the bottom wall 211 is a flat, rectangular wall portion that forms the bottom surface of the exterior main body 210 and is parallel to the XY plane and elongated in the Y-axis direction. Bottom wall 211 is arranged to face power storage unit 100 in the Z-axis direction. Specifically, bottom wall 211 is arranged in the negative Z-axis direction of power storage unit 100 so as to cover the entire surface of power storage unit 100 in the negative Z-axis direction, and supports power storage unit 100 from the negative Z-axis direction. .
  • the bottom wall 211 is adjacent to the side walls 212 , 213 and the partition wall 214 and is integral with the side walls 212 , 213 and the partition wall 214 . In this embodiment, two bottom walls 211 are arranged side by side in the X-axis direction with a partition wall 214 interposed therebetween.
  • the side wall 212 is a flat and rectangular wall part parallel to the XZ plane and long in the X-axis direction, which forms the side surface of the exterior main body 210 in the positive Y-axis direction.
  • Side wall 212 is a wall portion that rises in the positive Z-axis direction from the end of bottom wall 211 in the positive Y-axis direction, and is arranged to face power storage unit 100 in the Y-axis direction.
  • the side wall 212 is arranged so as to cover the entire surface of the Y-axis plus direction of the electricity storage unit 100 (the surface of the spacer 120 at the end of the Y-axis plus direction). placed in the positive direction.
  • Side wall 212 adjoins bottom wall 211 , side wall 213 and partition wall 214 .
  • two side walls 212 are arranged side by side in the X-axis direction with a partition wall 214 interposed therebetween.
  • the side wall 213 is a flat, rectangular wall portion that forms the side surface of the exterior main body 210 in the X-axis direction and is parallel to the YZ plane and long in the Y-axis direction.
  • Side wall 213 is a wall portion rising in the positive Z-axis direction from the end of bottom wall 211 in the X-axis direction, and is arranged to face power storage unit 100 in the X-axis direction.
  • Side wall 213 adjoins bottom wall 211 and side wall 212 .
  • two side walls 213 are arranged to face each other at both ends of the exterior main body 210 in the X-axis direction.
  • Side wall 213 in the X-axis positive direction is arranged in the X-axis positive direction of power storage unit 100 so as to cover the entire X-axis positive-direction surface of power storage unit 100 in the X-axis positive direction.
  • Side wall 213 in the negative X-axis direction is arranged in the negative X-axis direction of power storage unit 100 so as to cover the entire surface of the negative X-axis direction power storage unit 100 in the negative X-axis direction.
  • the partition wall 214 is a rectangular parallelepiped wall part that is long in the Y-axis direction and partitions the space inside the exterior main body 210 .
  • Partition wall 214 is a wall portion rising in the positive Z-axis direction from the end of bottom wall 211 in the X-axis direction, and is arranged to face power storage unit 100 in the X-axis direction.
  • partition wall 214 is arranged between two power storage units 100 aligned in the X-axis direction.
  • partition wall 214 is arranged in the negative X-axis direction of power storage unit 100 so as to cover the entire surface of power storage unit 100 in the negative X-axis direction in the positive X-axis direction.
  • Partition wall 214 is arranged in the X-axis positive direction of power storage unit 100 so as to cover the entire surface of power storage unit 100 in the X-axis positive direction.
  • a partition wall 214 adjoins the bottom wall 211 and the side walls 212 .
  • the exterior body main body 210 includes a first opening 210a that opens in a predetermined direction (Z-axis direction) and a direction (Y-axis A second opening 210b that opens in the direction ) is formed. That is, the side wall 212, the side wall 213, and the partition wall 214 form the first opening 210a, and the bottom wall 211, the side wall 213, and the partition wall 214 form the second opening 210b.
  • the first opening 210a is arranged at a position facing the bottom wall 211 of the exterior main body 210, and is a rectangular opening that opens in the positive Z-axis direction and is long in the Y-axis direction when viewed from the Z-axis direction. be. That is, the first opening 210a is an opening in which the surface of the exterior body main body 210 in the positive Z-axis direction is open. In this embodiment, two first openings 210a are arranged side by side in the X-axis direction corresponding to the two bottom walls 211 side by side in the X-axis direction.
  • the second opening 210b is arranged at a position facing the side wall 212 of the exterior main body 210, and is a rectangular opening that opens in the negative Y-axis direction and is long in the X-axis direction when viewed from the Y-axis direction. .
  • the second opening 210b is an opening in which the surface of the exterior main body 210 in the Y-axis negative direction is open.
  • the second opening 210b is an opening that opens in the direction in which the plurality of power storage elements 110 are arranged (the Y-axis direction).
  • two second openings 210b are arranged side by side in the X-axis direction corresponding to the two side walls 212 side by side in the X-axis direction.
  • the second opening 210b has an opening area smaller than that of the first opening 210a, and is formed in a size that allows the power storage unit 100 to pass through. As shown in FIG. 1 , second opening 210 b is arranged at a position facing power storage unit 100 . That is, the second opening 210b is arranged at a position facing the power storage unit 100 in the Y-axis direction, and is formed to have a size that allows the power storage unit 100 to pass through in the Y-axis direction.
  • the first opening 210 a is also formed to have a size through which the power storage unit 100 can pass, and is arranged at a position facing the power storage unit 100 . That is, the first opening 210a is arranged at a position facing the power storage unit 100 in the Z-axis direction, and is formed to have a size that allows the power storage unit 100 to pass through in the Z-axis direction.
  • the first opening 210a and the second opening 210b are connected (connected). That is, the first opening 210a and the second opening 210b are openings in different directions of one large opening.
  • the power storage unit can only be inserted from above (in the Z-axis plus direction) into the main body of the exterior body.
  • the power storage unit 100 is opened (1) from the first opening 210a, that is, from above the exterior main body 210 (Z-axis plus direction), and (2) from the second (3) from one large opening consisting of the first opening 210a and the second opening 210b, that is, from the horizontal direction (Y-axis negative direction) of the exterior body 210; Can be inserted diagonally from above.
  • the power storage unit 100 when inserting the power storage unit 100 into the exterior body 210, one of the insertion methods (1) to (3) can be selected.
  • the first lid portion 220 is a lid body that closes the first opening portion 210a.
  • the first lid portion 220 is a plate-like and rectangular member parallel to the XY plane and elongated in the Y-axis direction, and having a size larger than the first opening portion 210a when viewed from the Z-axis direction.
  • the first lid portion 220 is arranged at a position facing the bottom wall 211 of the exterior body main body 210 in the positive Z-axis direction so as to cover the entire first opening portion 210a, and closes the entire first opening portion 210a. .
  • the first lid portion 220 closes the first opening portion 210a by being joined to the side wall 212, the side wall 213, the partition wall 214, and the second lid portion 230 while being in contact therewith.
  • two first lids 220 are arranged side by side in the X-axis direction corresponding to the two first openings 210a that are aligned in the X-axis direction. That is, the first lid portion 220 in the positive X-axis direction closes the first opening 210a in the positive X-axis direction, and the first lid portion 220 in the negative X-axis direction closes the first opening 210a in the negative X-axis direction. Block.
  • the second lid portion 230 is a lid body that closes the second opening portion 210b.
  • the second lid portion 230 is a plate-like and rectangular member that is parallel to the XZ plane and long in the X-axis direction, and has a size larger than the second opening portion 210b when viewed in the Y-axis direction.
  • the second lid portion 230 is arranged at a position facing the side wall 212 of the exterior main body 210 in the negative Y-axis direction so as to cover the entire second opening 210b, and closes the entire second opening 210b.
  • the second lid portion 230 is joined to the bottom wall 211, the side wall 213, the partition wall 214, and the first lid portion 220 while being in contact therewith, thereby blocking the second opening portion 210b.
  • two second lids 230 are arranged side by side in the X-axis direction corresponding to the two second openings 210b that are aligned in the X-axis direction. That is, the second lid portion 230 in the positive X-axis direction closes the second opening 210b in the positive X-axis direction, and the second lid portion 230 in the negative X-axis direction closes the second opening 210b in the negative X-axis direction. Block.
  • FIG. 5 is a diagram showing a process of accommodating power storage unit 100 inside exterior body 200 according to the present embodiment. Specifically, (a) of FIG. 5 shows a step of inserting the power storage unit 100 from the second opening 210b of the exterior main body 210, and (b) of FIG. 2 shows a step of closing the second opening 210b with the second lid 230 after inserting the second opening 210b.
  • the second opening 210b of the exterior main body 210 is formed to have a size that allows the power storage unit 100 to pass therethrough. By doing so, the power storage unit 100 is inserted into the exterior main body 210 through the second opening 210b.
  • the power storage unit 100 inserted from the second opening 210b is the power storage unit 100 composed of the plurality of power storage elements 110 and the plurality of spacers 120 in a state where the busbar and the busbar frame 130 are not arranged. .
  • the power storage unit 100 is inserted into the exterior main body 210 through the second opening 210b in the direction in which the plurality of power storage elements 110 and the plurality of spacers 120 are arranged (the Y-axis direction).
  • second opening 210b is sized to allow power storage unit 100 to pass therethrough even when first lid 220 closes first opening 210a. That is, when the state in which the power storage unit 100 passes through the second opening 210b is viewed from the Y-axis direction, the second opening 210b has a size such that the power storage unit 100 does not protrude in the positive Z-axis direction. (larger than the power storage unit 100).
  • the second lid portion 230 compresses the power storage unit 100 by pressing the plurality of power storage elements 110 and the plurality of spacers 120 of the power storage unit 100 in the direction of arrangement (the Y-axis direction).
  • the energy storage unit 100 since the energy storage unit 100 has the spacers 120 arranged between all the energy storage elements 110, it is configured to be easily pressed (compressed) in the Y-axis direction.
  • the second lid portion 230 is attached to the exterior main body 210 while pressing (compressing) the power storage unit 100 in the Y-axis direction, thereby closing the second opening portion 210b. If there is a gap between power storage unit 100 and side wall 212 of exterior main body 210 or second lid portion 230, a member such as a wedge may be inserted into the gap to fill the gap.
  • the second opening 210b is arranged at a position facing the electricity storage unit 100 when the electricity storage unit 100 is arranged inside the exterior main body 210 . Furthermore, the electrode terminals 112 of each of the plurality of power storage elements 110 included in the power storage unit 100 protrude toward the first opening 210a. Then, the busbar frame 130 is arranged in the positive Z-axis direction of the plurality of storage elements 110 , and the busbars are connected (joined) to the electrode terminals 112 of the plurality of storage elements 110 . After that, the first lid portion 220 is attached to the exterior body main body 210 to close the first opening portion 210a. In this manner, power storage unit 100 is housed in exterior body 200 .
  • exterior body main body 210 of exterior body 200 in which power storage unit 100 having flat energy storage element 110 is accommodated has first opening 210a and , integrated bottom wall 211 and side wall 212 .
  • a second opening 210b through which power storage unit 100 can pass is formed at a position facing side wall 212 of exterior body main body 210 .
  • a second opening 210b through which the power storage unit 100 can pass is provided at a position facing the side wall 212. formed.
  • the power storage device 10 is called a cell to pack (CTP) type power storage device in which a plurality of power storage elements 110 are housed in the exterior main body 210 (battery pack) without being unitized or modularized. 10 (battery pack) can be easily manufactured.
  • CTP cell to pack
  • the second opening 210b of the exterior main body 210 opens in the direction in which the plurality of power storage elements 110 are arranged (the Y-axis direction), so that the power storage unit 100 can be inserted through the second opening 210b in the direction in which the power storage elements 110 are arranged.
  • the power storage unit 100 can be arranged inside the exterior main body 210 .
  • the plurality of power storage elements 110 can be inserted into the exterior body main body 210 without applying excessive pressure to the plurality of power storage elements 110 in the alignment direction.
  • the power storage unit 100 When the power storage unit 100 (the plurality of power storage elements 110) is inserted through the opening of the exterior main body 210 while the power storage unit 100 (the plurality of power storage elements 110) is pressed (the power storage unit 100 (the plurality of power storage elements 110)
  • the power storage unit 100 When the power storage unit 100 (a plurality of power storage elements 110) is lifted and inserted from above the exterior body 210, for example, when it is inserted into the exterior body 210 of a fixed size with an opening at the top, the power storage unit 100 can be activated only by the compressive frictional force.
  • Equipment such as an arm capable of holding the device 100 and a holding claw capable of withstanding the pressing force are required, and the size of the storage device 110 that can be used is also restricted due to its weight.
  • a predetermined pressure is applied to the power storage units 100 , the dimensions of the power storage units 100 are measured, and shims matching the dimensions are first inserted into the exterior body 210 . In this state, it is necessary to press the power storage unit 100 further, insert it into the exterior body 210, and remove the pressing jig, which is complicated.
  • an excessive pressing force is applied to the energy storage unit 100 to compress the size of the energy storage unit 100 . , strength to withstand the pressure is required.
  • the pressing force for pressurizing and compressing the power storage unit 100 may be small, and the damage caused to the power storage unit 100 (power storage element 110) by pressurization is small. Since it does not require a structure to withstand excessive pressure, it is advantageous in terms of space efficiency and cost reduction. In this manner, since the power storage unit 100 (the plurality of power storage elements 110) can be inserted into the exterior main body 210 without being pressed with an excessive pressing force, the power storage device 10 can be easily assembled. It is possible to improve the assemblability of.
  • the second opening 210b of the exterior main body 210 is arranged at a position facing the power storage unit 100, and the second lid 230 closes the second opening 210b.
  • the second opening 210b can be closed with the second cover 230.
  • the second opening 210b can be closed while pressing the plurality of power storage elements 110 in the alignment direction with the second lid portion 230.
  • the power storage unit 100 is formed so as to be able to pass through the second opening 210b while the first lid 220 closes the first opening 210a. Even when opening 210a is closed, power storage unit 100 can be inserted through second opening 210b. As a result, power storage device 10 can be easily assembled, so that the ease of assembly of power storage device 10 can be improved.
  • the electrode terminals 112 of the power storage element 110 are arranged to protrude toward the first opening 210a, after the power storage unit 100 is inserted into the exterior body main body 210 through the second opening 210b, the first opening 210a The electrode terminal 112 of the storage element 110 can be accessed from the . As a result, even after power storage unit 100 is inserted into exterior body 210 , electrode terminals 112 and busbars can be joined together. No need to connect. Therefore, since the power storage device 10 can be easily assembled, the ease of assembly of the power storage device 10 can be improved.
  • the power storage unit 100 is passed through the second opening 210 b and housed in the exterior body 200 . Accordingly, as described above, even when it is difficult to insert the power storage unit 100 through the first opening 210a, the power storage unit 100 can be inserted through the second opening 210b, so that the power storage device 10 can be easily assembled. Therefore, the ease of assembly of power storage device 10 can be improved.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of lid body 240 included in exterior body 200 according to modification 1 of the present embodiment. Specifically, FIG. 6 is a diagram corresponding to the first lid portion 220 and the second lid portion 230 of the exterior body 200 shown in FIG.
  • the exterior body 200 in this modification includes a first lid portion 220 and a second lid portion 230 instead of the separate first lid portion 220 and second lid portion 230 in the above embodiment. has a lid 240 integrated with.
  • Other configurations of this modified example are the same as those of the above-described embodiment, so detailed description thereof will be omitted.
  • the lid body 240 is a lid body included in the exterior body 200, and includes a first lid portion 220 that closes the first opening portion 210a of the exterior body body 210 and a second lid portion that closes the second opening portion 210b of the exterior body body 210. 230 to block the first opening 210a and the second opening 210b together.
  • the lid body 240 is an L-shaped lid plate when viewed from the X-axis direction, and the first lid portion 220 and the second lid portion 230 are integrally molded (integrally formed) into one member (one part ).
  • the lid body 240 may be integrally formed by aluminum die casting or the like, or may be formed by joining the separate first lid portion 220 and the second lid portion 230 by welding or the like.
  • the lid 240 collectively closes the first opening 210a and the second opening 210b with the first lid 220 and the second lid 230, thereby closing the first opening 210a. and the second opening 210b need not be closed individually.
  • first lid portion 220 can close first opening 210 a while second lid portion 230 presses power storage unit 100 .
  • the ease of assembly of power storage device 10 can be improved.
  • the separate first lid portion 220 and the second lid portion 230 may be connected by a hinge so that the second lid portion 230 can rotate with respect to the first lid portion 220 .
  • the second lid portion 230 opens the second opening portion 210b while the first lid portion 220 closes the first opening portion 210a, and the second lid portion 230 closes the second opening portion 210b.
  • the first lid portion 220 can open the first opening portion 210a.
  • the exterior main body 210 has the side walls 212 and 213 and the partition wall 214 that are integrated with the bottom wall 211.
  • the side wall 212 is integrated with the bottom wall 211, Just do it. That is, the side wall 213 may be separate from the bottom wall 211 , and the partition wall 214 may be separate from the bottom wall 211 .
  • the exterior body main body 210 may not have the side wall 213 or the partition wall 214 .
  • the two second openings 210b formed in the exterior main body 210 are openings formed in the Y-axis negative direction of the exterior main body 210, but this is not limiting. not. Either one or both of the two second openings 210b may be openings in which the surface of the exterior main body 210 in the positive Y-axis direction is open. Either one or both of the two second openings 210b may be openings in which the surface of the exterior main body 210 in the X-axis direction is open. That is, the second opening 210b may be an opening that opens in a direction that intersects the direction in which the plurality of power storage elements 110 are arranged (the Y-axis direction). In this case, the power storage unit 100 is inserted into the exterior main body 210 through the second opening 210b in a direction (X-axis direction) that intersects the direction in which the power storage elements 110 are arranged.
  • the second opening 210b of the exterior main body 210 is arranged at a position facing the power storage unit 100, but may be arranged at a position not facing the power storage unit 100.
  • power storage unit 100 may be moved in the X-axis direction so that power storage unit 100 does not face second opening 210b.
  • the exterior body 200 may not have the second lid portion 230 .
  • the plurality of power storage elements 110 are connected with the busbars.
  • the unit 100 may be inserted inside the exterior main body 210 .
  • the electrode terminal 112 of the storage element 110 does not have to protrude toward the first opening 210a.
  • the first opening 210a and the second opening 210b of the exterior main body 210 are connected, but a partition is provided between the first opening 210a and the second opening 210b.
  • the second opening 210b may be a through hole formed in the side wall of the exterior main body 210 in the Y-axis minus direction.
  • the first opening 210a has a larger opening area than the second opening 210b and is formed in a size through which the power storage unit 100 can pass. not.
  • the first opening 210a may have the same opening area as the second opening 210b, or may have a smaller opening area than the second opening 210b.
  • First opening 210a may be formed to have a size through which power storage unit 100 cannot pass.
  • two power storage units 100 arranged in the X-axis direction are accommodated inside the exterior body 200, but three or more power storage units 100 arranged in the X-axis direction may be accommodated. Alternatively, only one power storage unit 100 may be accommodated. A plurality of power storage units 100 arranged in the Y-axis direction may be accommodated inside the exterior body 200 . In these cases as well, the second opening 210b may be formed at a position facing the power storage unit 100 of the exterior body main body 210 .
  • the exterior body 200 does not have to have the first lid portion 220 .
  • second opening 210b does not have to be formed to have a size that allows power storage unit 100 to pass therethrough with first lid 220 covering first opening 210a.
  • both the portion in the positive direction of the X axis and the portion in the negative direction of the X axis of power storage device 10 have the above configuration. may be That is, one of the two second openings 210b does not have to have the above configuration. The same applies to other parts.
  • the power storage unit 100 may include restraining members (end plates, side plates, etc.) that restrain the plurality of power storage elements 110 .
  • restraining members end plates, side plates, etc.
  • members such as spacers are provided between adjacent power storage elements 110 for purposes such as cooling, control of reaction force generated between adjacent power storage elements 110, and dimensional adjustment. may Even such a form is included in the scope of the present invention.
  • the present invention can be applied to a power storage device or the like having a power storage element such as a lithium ion secondary battery.
  • power storage device 100 power storage unit 110 power storage element 111 container 111a container main body 111b container lid portion 111c gas discharge valve 112 electrode terminal 120 spacer 130 busbar frame 200 exterior body 210 exterior body main body 210a first opening 210b second opening 211 bottom wall 212, 213 side wall 214 partition wall 220 first lid portion 230 second lid portion 240 lid body

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Abstract

それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、外装体本体は、当該所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、底壁と一体化された側壁と、を有し、外装体本体の側壁と対向する位置には、蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている。

Description

蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法
 本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法に関する。
 従来、それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献1には、複数の角形二次電池(扁平な形状の蓄電素子)からなる電池群(蓄電ユニット)が、ケース本体及び上カバー(外装体)に収容された電池パック(蓄電装置)が開示されている。
 
特開2018-137191号公報
 上記従来のような構成の蓄電装置においては、複数の扁平な蓄電素子が並べられた蓄電ユニットが、外装体本体(ケース本体)の底壁に対向する開口部から挿入されることで、蓄電ユニットが外装体に収容される。この場合、外装体本体の当該開口部の位置、形状、大きさ、または、蓄電ユニットの構成等によっては、外装体本体の当該開口部から蓄電ユニットを挿入するのが困難な場合がある。このように、従来の蓄電装置では、容易に組み立てることができない場合があり、組立性の向上を図ることができる構成が望まれる。
 本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、組立性の向上を図ることができる蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法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、それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、前記外装体本体は、前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、前記外装体本体の前記側壁と対向する位置には、前記蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている。
 本発明の一態様に係る蓄電装置の製造方法は、それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、前記外装体本体は、前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、前記外装体本体の前記側壁と対向する位置に形成された第二開口部に、前記蓄電ユニットを通過させて、前記蓄電ユニットを前記外装体に収容する。
 本発明における蓄電装置等によれば、組立性の向上を図ることができる。
図1は、実施の形態に係る蓄電装置の構成を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る蓄電ユニットの各構成要素を示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態に係る蓄電ユニットが有する蓄電素子の構成を示す斜視図である。 図4は、実施の形態に係る外装体が有する外装体本体の構成を示す斜視図である。 図5は、実施の形態に係る蓄電ユニットを外装体の内方に収容する工程を示す図である。 図6は、実施の形態の変形例1に係る外装体が有する蓋体の構成を示す斜視図である。
 (1)本発明の一態様に係る蓄電装置は、それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、前記外装体本体は、前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、前記外装体本体の前記側壁と対向する位置には、前記蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている。
 これによれば、蓄電装置において、扁平な形状の蓄電素子を有する蓄電ユニットが収容される外装体の外装体本体は、第一開口部と、一体化された底壁及び側壁と、を有し、側壁と対向する位置に、蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている。このように、外装体本体において、底壁と対向する向きに開口する第一開口部の他に、側壁と対向する位置に、蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている。これにより、第一開口部から蓄電ユニットを挿入するのが難しい場合でも、第二開口部から蓄電ユニットを挿入できるため、蓄電装置を容易に組み立てることができる。したがって、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。 
 (2)上記(1)に記載の蓄電装置において、前記底壁と前記側壁とは、鋳造により一つの部材として一体成形されてもよい。
 これによれば、外装体本体の底壁と側壁とが一つの部材として一体成形されることで、側壁を組み付ける工数を削減できる。
 (3)上記(1)または(2)に記載の蓄電装置において、前記第二開口部は、前記複数の蓄電素子の並び方向に開口する開口部であってもよい。
 これによれば、外装体本体の第二開口部が、複数の蓄電素子の並び方向に開口していることで、当該並び方向に向けて第二開口部から蓄電ユニットを挿入できる。これにより、蓄電ユニットにおいて、複数の蓄電素子を当該並び方向で圧迫してから挿入することなく、複数の蓄電素子を外装体本体内に挿入できる。したがって、蓄電装置を容易に組み立てることができるため、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 (4)上記(3)に記載の蓄電装置において、前記第二開口部は、前記蓄電ユニットと対向する位置に配置され、前記外装体は、前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部を有してもよい。
 これによれば、外装体本体の第二開口部が蓄電ユニットと対向する位置に配置されて、第二蓋部で第二開口部を塞ぐことで、蓄電ユニットを、複数の蓄電素子の並び方向に向けて第二開口部から挿入した後に、第二蓋部で第二開口部を塞ぐことができる。これにより、蓄電ユニットを外装体本体内に挿入した後に、第二蓋部で、複数の蓄電素子を当該並び方向で圧迫しながら第二開口部を塞ぐことができる。したがって、蓄電装置を容易に組み立てることができるため、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 (5)上記(1)から(4)のいずれかに記載の蓄電装置において、前記外装体は、前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部を有し、前記第二開口部は、前記第一蓋部が前記第一開口部を塞いだ状態で、前記蓄電ユニットが通過可能に形成されてもよい。
 これによれば、外装体において、第一蓋部が第一開口部を塞いだ状態で、蓄電ユニットが第二開口部を通過可能に形成されていることで、第一蓋部が第一開口部を塞いだ状態でも、第二開口部から蓄電ユニットを挿入できる。これにより、蓄電装置を容易に組み立てることができるため、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 (6)上記(1)から(5)のいずれかに記載の蓄電装置において、前記外装体は、前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部と、前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部とを含み、前記第一蓋部と前記第二蓋部とが前記外装体本体に接合され、前記外装体の内部を密閉してもよい。
 これによれば、外装体において、内部が密閉(密封)されることで、万が一外装体内部でガスが発生した場合であってもガスが外部に漏れるのを抑制でき、また、外装体の外部からの水の侵入を防止できる。
 (7)上記(1)から(6)のいずれかに記載の蓄電装置において、前記外装体は、前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部と前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部とを含み前記第一開口部と前記第二開口部とを一括して塞ぐ蓋体を有してもよい。
 これによれば、外装体において、蓋体が、第一蓋部と第二蓋部とで第一開口部と第二開口部とを一括して塞ぐことで、第一開口部と第二開口部とを個別で塞ぐ必要がないため、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 (8)上記(1)から(7)のいずれかに記載の蓄電装置において、前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記第一開口部に向けて突出する電極端子を有してもよい。
 これによれば、蓄電素子の電極端子が第一開口部に向けて突出して配置されていることで、蓄電ユニットを第二開口部から外装体本体内に挿入した後に、第一開口部から蓄電素子の電極端子にアクセスできる。これにより、蓄電ユニットを外装体本体内に挿入した後でも、電極端子とバスバーとを接合できるため、蓄電ユニットを外装体本体内に挿入する前に電極端子とバスバーとを接合しておく必要がない。したがって、蓄電装置を容易に組み立てることができるため、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 (9)本発明の一態様に係る蓄電装置の製造方法は、それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、前記外装体本体は、前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、前記外装体本体の前記側壁と対向する位置に形成された第二開口部に、前記蓄電ユニットを通過させて、前記蓄電ユニットを前記外装体に収容する。
 これによれば、蓄電装置の製造方法において、第二開口部に蓄電ユニットを通過させて、蓄電ユニットを外装体に収容する。これにより、上述の通り、第一開口部から蓄電ユニットを挿入するのが難しい場合でも、第二開口部から蓄電ユニットを挿入できるため、蓄電装置を容易に組み立てることができる。したがって、蓄電装置の組み立て性の向上を図ることができる。
 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、製造工程の順序等は、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。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、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、または、蓄電素子の長手方向を、X軸方向と定義する。蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、蓄電素子の容器の厚み方向(扁平方向)、複数の蓄電素子の並び方向、蓄電素子とスペーサとの並び方向、外装体本体の第二開口部の開口方向、または、外装体本体と第二蓋部との並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電素子の電極端子の突出方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、外装体本体の第一開口部の開口方向、外装体本体の底壁の対向方向、外装体本体と第一蓋部との並び方向、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。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。平行及び直交等の、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つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。
 (実施の形態)
 [1 蓄電装置10の説明]
 まず、本実施の形態における蓄電装置10の構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る蓄電装置10の構成を示す斜視図である。図1では、蓄電装置10において、外装体200の外装体本体210にX軸プラス方向の第一蓋部220及び第二蓋部230を取り付けた状態、かつ、外装体本体210からX軸マイナス方向の第一蓋部220及び第二蓋部230を取り外した状態を示している。これにより、図1では、外装体200の内方に配置される2つの蓄電ユニット100のうちの、X軸マイナス方向の蓄電ユニット100が図示されている。
 蓄電装置10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る。蓄電装置10は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される。具体的には、蓄電装置10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、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)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10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に示すように、蓄電装置10は、蓄電ユニット100と、蓄電ユニット100が収容される外装体200と、を備えている。蓄電装置10は、外部の装置と電気的に接続するための外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)等も備えているが、それらの図示及び説明は省略する。蓄電装置10は、上記の構成要素の他、蓄電ユニット100の充電状態及び放電状態等を監視または制御する回路基板及びリレー等の電気機器等も備えていてもよい。以下、蓄電ユニット100及び外装体200の構成について、詳細に説明する。
 [1.1 蓄電ユニット100の説明]
 図2は、本実施の形態に係る蓄電ユニット100の各構成要素を示す分解斜視図である。図3は、本実施の形態に係る蓄電ユニット100が有する蓄電素子110の構成を示す斜視図である。蓄電ユニット100が有する蓄電素子110は、全て同様の構成を有している。
 蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子を有する電池モジュール(組電池)である。具体的には、蓄電ユニット100は、それぞれがY軸方向に扁平かつX軸方向に長尺な形状の複数の蓄電素子110がY軸方向に並べられることで、Y軸方向に長い略直方体形状を有している。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット100が、外装体200の内方に収容されている。
 図2に示すように、蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子110と、複数のスペーサ120と、バスバーフレーム130と、を有している。蓄電ユニット100は、蓄電素子110を直列または並列に接続するバスバー、及び、蓄電素子110と外部端子とを接続するバスバー等も備えているが、それらの図示は省略する。なお、蓄電ユニットは、少なくとも複数の蓄電素子110を有していれば良く、その他の部材がない場合や変更された場合も蓄電ユニットに相当する。
 蓄電素子110は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池(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110は、X軸方向に長尺かつY軸方向に扁平な直方体形状(角形、角型)を有している。本実施の形態では、複数(図2では60個)の蓄電素子110が、Y軸方向に並んで配列されている。配列される蓄電素子110の個数は特に限定されず、数個でもよいし、数十個(20個程度)でもよいし、80個、90個、若しくは、100個以上でもよい。蓄電素子110の大きさ及び形状も特に限定されず、Y軸方向に扁平な、長円柱形状、楕円柱形状、直方体以外の多角柱形状等でもよい。蓄電素子110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110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110は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子110は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。
 具体的には、図3に示すように、蓄電素子110は、容器111と、一対(正極及び負極)の電極端子112と、を有している。容器111の内方には、電極体と、一対(正極及び負極)の集電体と、電解液(非水電解質)とが収容され、電極端子112及び集電体と容器111との間にはガスケットが配置されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子110の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。ガスケットは、絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。蓄電素子110は、上記の構成要素の他、電極体の側方に配置されるスペーサ、電極体等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器111の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)等を有していてもよい。
 容器111は、X軸方向に長い直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器111は、開口が形成された容器本体111aと、容器本体111aの当該開口を閉塞する容器蓋部111bと、を有している。容器本体111aは、容器111の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向に開口が形成されている。容器蓋部111bは、容器111の蓋部を構成するX軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体111aのZ軸プラス方向に配置されている。容器蓋部111bには、容器111内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁111c、及び、容器111内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。
 容器111は、電極体等を容器本体111aの内方に収容後、容器本体111aと容器蓋部111bとが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉(密封)される。これにより、容器111は、Y軸方向両側の側面にX軸方向に延びる一対の長側面を有し、X軸方向両側の側面にZ軸方向に延びる一対の短側面を有し、Z軸マイナス方向にX軸方向に延びる底面を有し、Z軸プラス方向にX軸方向に延びる上面(端子配置面)を有する構成となる。容器111(容器本体111a及び容器蓋部111b)の材質は、特に限定されず、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
 電極端子112は、容器蓋部111bに配置される、蓄電素子110の端子部材(正極端子及び負極端子)である。具体的には、電極端子112は、容器蓋部111bの上面(端子配置面)からZ軸プラス方向に突出した状態で配置される。電極端子112は、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子112は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子110の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子110の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子112は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。電極端子112の形状は特に限定されず、例えば、ボルト等で形成されてもよい。
 電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素(発電要素)である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)がY軸方向に積層されて形成されている。電極体は、極板(正極板及び負極板)が巻回されて形成された巻回型の電極体、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等、どのような形態の電極体でもよい。
 集電体は、電極端子112と電極体とに電気的及び機械的に接続される導電性の集電部材(正極集電体及び負極集電体)である。正極集電体は、電極体の正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、電極体の負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。
 スペーサ120は、Y軸方向において蓄電素子110と並んで配置され、蓄電素子110と他の部材とを絶縁及び/又は断熱する、XZ平面に平行かつX軸方向に長い平板状かつ矩形状の部材である。スペーサ120は、蓄電素子110のY軸プラス方向またはY軸マイナス方向に配置されて、蓄電素子110同士または蓄電素子110と外装体200とを絶縁及び/又は断熱する絶縁板または断熱板である。スペーサ120は、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)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、マイカ等の断熱性を有する部材等により形成されている。
 具体的には、スペーサ120は、蓄電素子110が有する容器111の長側面の全面と、容器111の一対の短側面、上面、及び、底面のY軸方向の約半分と、を覆うように配置される。これにより、蓄電素子110を挟む2つのスペーサ120で、蓄電素子110の当該一対の長側面と一対の短側面と上面と底面のほぼ全面を覆う。このように、スペーサ120は、蓄電素子110を絶縁及び/又は断熱するとともに、蓄電素子110を保持し、蓄電素子110の位置決めを行うホルダの機能も有している。Y軸プラス方向の端部に位置するスペーサ120は、Y軸プラス方向の端部に位置する蓄電素子110と外装体本体210との間に配置される。Y軸マイナス方向の端部に位置するスペーサ120は、Y軸マイナス方向の端部に位置する蓄電素子110と第二蓋部230との間に配置される。本実施の形態では、スペーサ120は、蓄電素子110とY軸方向に交互に並んで配置されているが、いずれかのスペーサ120が配置されない構成でもよい。全てのスペーサ120が同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかのスペーサ120が異なる材質の部材で形成されていてもよい。
 バスバーフレーム130は、図示しないバスバーと他の部材との絶縁、及び、バスバーの位置規制等を行う平板状かつ矩形状の部材(バスバーホルダまたはバスバープレートとも言う)である。バスバーは、蓄電素子110に接続される板状の部材である。バスバーフレーム130は、複数の蓄電素子110のZ軸プラス方向に配置されて複数の蓄電素子110に対して位置決めされ、かつ、バスバーがバスバーフレーム130に対して位置決めされることで、バスバーが複数の蓄電素子110に対して位置決めされる。これにより、バスバーは、複数の蓄電素子110のZ軸プラス方向に配置され、複数の蓄電素子110が有する電極端子112に接続(接合)される。具体的には、バスバーは、複数の蓄電素子110の電極端子112同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子110の電極端子112と外部端子とを電気的に接続する。
 バスバーフレーム130は、上記のスペーサ120に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材等で形成されている。バスバーは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材等で形成されている。バスバーは、全ての蓄電素子110を直列に接続してもよいし、いずれかの蓄電素子110を並列に接続してから直列に接続してもよいし、全ての蓄電素子110を並列に接続してもよい。バスバーと電極端子112とは、溶接またはボルト等によって接続(接合)されるが、その接続形態は特に限定されない。
 [1.2 外装体200の説明]
 次に、図4も用いて、外装体200の構成について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係る外装体200が有する外装体本体210の構成を示す斜視図である。
 外装体200は、蓄電装置10の外装体を構成する略直方体形状(箱形)の容器である。外装体200は、蓄電ユニット100の外方に配置され、蓄電ユニット100を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体200は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材等により形成されている。本実施の形態では、外装体200は、アルミニウムのダイカスト(アルミダイカスト)により形成されている。外装体200は、ダイカスト以外の鋳造技術を用いて形成されてもよい。外装体200は、後述の蓄電ユニット100が有するスペーサ120に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材で形成されていてもよい。
 図1に示すように、外装体200は、外装体200の本体を構成する外装体本体210と、外装体200の蓋体を構成する第一蓋部220及び第二蓋部230と、を有している。外装体本体210は、開口が形成されたハウジング(筐体)であり、蓄電ユニット100を収容する。第一蓋部220及び第二蓋部230は、外装体本体210の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。第一蓋部220及び第二蓋部230は、外装体本体210と、ボルト等によるネジ止め、溶接、接着等によって接合される。これにより、外装体200は、内部が密閉(密封)された構造(孔が無く、ガスを漏らさない構造、または、防水構造)となっている。第一蓋部220または第二蓋部230には、外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)の端子台が取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置されていてもよい。
 具体的には、図4に示すように、外装体本体210は、所定方向(Z軸方向)に対向する底壁211と、当該所定方向と交差(本実施の形態では、直交)する方向(Y軸方向またはX軸方向)に対向する側壁212、213及び仕切壁214と、を有している。つまり、外装体本体210は、Z軸マイナス方向の底面部に2つの底壁211を有し、Y軸プラス方向の側面部に2つの側壁212を有し、X軸方向両側の側面部に2つの側壁213を有し、X軸方向中央部に仕切壁214を有している。外装体本体210は、2つの底壁211と、2つの側壁212と、2つの側壁213と、仕切壁214とが一体化された1つの部材である。つまり、外装体本体210は、アルミダイカスト等により一体成形されて、1つの部材(一部品)として一体的に形成されている。
 底壁211は、外装体本体210の底面を形成する、XY平面に平行かつY軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。底壁211は、蓄電ユニット100とZ軸方向において対向して配置される。具体的には、底壁211は、蓄電ユニット100のZ軸マイナス方向の面の全面を覆うように蓄電ユニット100のZ軸マイナス方向に配置されて、蓄電ユニット100をZ軸マイナス方向から支持する。底壁211は、側壁212、213及び仕切壁214に隣接した状態で、側壁212、213及び仕切壁214と一体化されている。本実施の形態では、2つの底壁211が、仕切壁214を挟んでX軸方向に並んで配置されている。
 側壁212は、外装体本体210のY軸プラス方向の側面を形成する、XZ平面に平行かつX軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。側壁212は、底壁211のY軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット100とY軸方向において対向して配置される。具体的には、側壁212は、蓄電ユニット100のY軸プラス方向の面(Y軸プラス方向端部のスペーサ120の面)の全面を覆うように、蓄電ユニット100(当該スペーサ120)のY軸プラス方向に配置される。側壁212は、底壁211、側壁213及び仕切壁214に隣接する。本実施の形態では、2つの側壁212が、仕切壁214を挟んでX軸方向に並んで配置されている。
 側壁213は、外装体本体210のX軸方向の側面を形成する、YZ平面に平行かつY軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。側壁213は、底壁211のX軸方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット100とX軸方向において対向して配置される。側壁213は、底壁211及び側壁212に隣接する。本実施の形態では、外装体本体210のX軸方向両端部に、2つの側壁213が互いに対向して配置されている。X軸プラス方向の側壁213は、X軸プラス方向の蓄電ユニット100のX軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット100のX軸プラス方向に配置される。X軸マイナス方向の側壁213は、X軸マイナス方向の蓄電ユニット100のX軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット100のX軸マイナス方向に配置される。
 仕切壁214は、外装体本体210の内方の空間を仕切る、Y軸方向に長い直方体形状の壁部である。仕切壁214は、底壁211のX軸方向端部からZ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、蓄電ユニット100とX軸方向において対向して配置される。具体的には、仕切壁214は、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット100の間に配置される。これにより、仕切壁214は、X軸プラス方向の蓄電ユニット100のX軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット100のX軸マイナス方向に配置される。仕切壁214は、X軸マイナス方向の蓄電ユニット100のX軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該蓄電ユニット100のX軸プラス方向に配置される。仕切壁214は、底壁211及び側壁212に隣接する。
 以上のような構成により、外装体本体210には、所定方向(Z軸方向)に開口する第一開口部210aと、当該所定方向と交差(本実施の形態では、直交)する方向(Y軸方向)に開口する第二開口部210bと、が形成されている。つまり、側壁212と側壁213と仕切壁214とで第一開口部210aが形成され、底壁211と側壁213と仕切壁214とで第二開口部210bが形成されている。
 第一開口部210aは、外装体本体210の底壁211と対向する位置に配置され、Z軸プラス方向に向けて開口する、Z軸方向から見てY軸方向に長い矩形状の開口部である。つまり、第一開口部210aは、外装体本体210のZ軸プラス方向の面が開口した開口部である。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの底壁211に対応して、2つの第一開口部210aがX軸方向に並んで配置されている。
 第二開口部210bは、外装体本体210の側壁212と対向する位置に配置され、Y軸マイナス方向に向けて開口する、Y軸方向から見てX軸方向に長い矩形状の開口部である。つまり、第二開口部210bは、外装体本体210のY軸マイナス方向の面が開口した開口部である。言い換えれば、第二開口部210bは、複数の蓄電素子110の並び方向(Y軸方向)に開口する開口部である。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの側壁212に対応して、2つの第二開口部210bがX軸方向に並んで配置されている。
 第二開口部210bは、第一開口部210aよりも開口面積が小さく、かつ、蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されている。図1に示すように、第二開口部210bは、蓄電ユニット100と対向する位置に配置されている。つまり、第二開口部210bは、蓄電ユニット100とY軸方向で対向する位置に配置され、Y軸方向において蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されている。
 本実施の形態では、第一開口部210aについても同様に、蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成され、かつ、蓄電ユニット100と対向する位置に配置されている。つまり、第一開口部210aは、蓄電ユニット100とZ軸方向で対向する位置に配置され、Z軸方向において蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されている。本実施の形態では、第一開口部210a及び第二開口部210bは、接続されている(繋がっている)。つまり、第一開口部210a及び第二開口部210bは、1つの大きな開口のうちの、異なる方向に開いた開口である。先行技術文献では、蓄電ユニットを外装体本体にの上方(Z軸プラス方向)からしか挿入できない。これに対し、実施の形態(例えば図5)によれば、蓄電ユニット100を、(1)第一開口部210aから、すなわち外装体本体210の上方(Z軸プラス方向)から、(2)第二開口部210bから、すなわち外装体本体210の水平方向(Y軸マイナス方向)から、(3)第一開口部210aおよび第二開口部210bからなる1つの大きな開口から、すなわち外装体本体210の斜め上方向から、挿入できる。このように、蓄電ユニット100の外装体本体210への挿入において、(1)から(3)の挿入方法を選択できる。
 第一蓋部220は、第一開口部210aを塞ぐ蓋体である。具体的には、第一蓋部220は、XY平面に平行かつY軸方向に長い平板状かつ矩形状の、Z軸方向から見て第一開口部210aよりも大きいサイズの部材である。第一蓋部220は、第一開口部210aの全体を覆うように、外装体本体210のZ軸プラス方向の底壁211と対向する位置に配置されて、第一開口部210aの全体を塞ぐ。具体的には、第一蓋部220は、側壁212と側壁213と仕切壁214と第二蓋部230とに接触した状態で接合されることで、第一開口部210aを塞ぐ。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの第一開口部210aに対応して、2つの第一蓋部220がX軸方向に並んで配置される。つまり、X軸プラス方向の第一蓋部220は、X軸プラス方向の第一開口部210aを塞ぎ、X軸マイナス方向の第一蓋部220は、X軸マイナス方向の第一開口部210aを塞ぐ。
 第二蓋部230は、第二開口部210bを塞ぐ蓋体である。具体的には、第二蓋部230は、XZ平面に平行かつX軸方向に長い平板状かつ矩形状の、Y軸方向から見て第二開口部210bよりも大きいサイズの部材である。第二蓋部230は、第二開口部210bの全体を覆うように、外装体本体210のY軸マイナス方向の側壁212と対向する位置に配置されて、第二開口部210bの全体を塞ぐ。具体的には、第二蓋部230は、底壁211と側壁213と仕切壁214と第一蓋部220とに接触した状態で接合されることで、第二開口部210bを塞ぐ。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの第二開口部210bに対応して、2つの第二蓋部230がX軸方向に並んで配置されている。つまり、X軸プラス方向の第二蓋部230は、X軸プラス方向の第二開口部210bを塞ぎ、X軸マイナス方向の第二蓋部230は、X軸マイナス方向の第二開口部210bを塞ぐ。
 [1.3 蓄電装置10の製造方法の説明]
 次に、蓄電装置10の製造方法のうち、蓄電ユニット100を外装体200の内方に収容する工程を説明する。図5は、本実施の形態に係る蓄電ユニット100を外装体200の内方に収容する工程を示す図である。具体的には、図5の(a)は、蓄電ユニット100を外装体本体210の第二開口部210bから挿入する工程を示し、図5の(b)は、蓄電ユニット100を外装体本体210に挿入した後に、第二開口部210bを第二蓋部230で塞ぐ工程を示している。
 図5の(a)に示すように、外装体本体210の第二開口部210bは、蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されているため、第二開口部210bに蓄電ユニット100を通過させることで、第二開口部210bから蓄電ユニット100が外装体本体210の内方に挿入される。本実施の形態では、第二開口部210bから挿入される蓄電ユニット100は、バスバー及びバスバーフレーム130が配置されていない状態の、複数の蓄電素子110及び複数のスペーサ120からなる蓄電ユニット100である。具体的には、蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子110及び複数のスペーサ120の並び方向(Y軸方向)に向けて、第二開口部210bから外装体本体210の内方に挿入される。本実施の形態では、第二開口部210bは、第一蓋部220が第一開口部210aを塞いだ状態でも、当該蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されている。つまり、蓄電ユニット100が第二開口部210bを通過している状態をY軸方向から見た場合に、第二開口部210bは、当該蓄電ユニット100がZ軸プラス方向に突出しない大きさ(当該蓄電ユニット100よりも大きいサイズ)に形成されている。
 図5の(b)に示すように、蓄電ユニット100が、第二開口部210bから外装体本体210に挿入されて外装体本体210の内方に収容された後、第二蓋部230が外装体本体210に取り付けられる。この際、第二蓋部230は、蓄電ユニット100が有する複数の蓄電素子110及び複数のスペーサ120を、その並び方向(Y軸方向)から圧迫して、蓄電ユニット100を圧縮する。上述の通り、蓄電ユニット100は、全ての蓄電素子110の間にスペーサ120が配置されているため、Y軸方向に圧迫(圧縮)しやすい構成となっている。これにより、第二蓋部230は、蓄電ユニット100をY軸方向に圧迫(圧縮)した状態で外装体本体210に取り付けられて、第二開口部210bが閉塞される。蓄電ユニット100と外装体本体210の側壁212または第二蓋部230との間に隙間が生じている場合には、楔等の部材を当該隙間に挿入して当該隙間を埋めてもよい。
 このような構成により、蓄電ユニット100が外装体本体210の内方に配置された状態において、第二開口部210bは、蓄電ユニット100と対向する位置に配置される。さらに、蓄電ユニット100が備える複数の蓄電素子110のそれぞれが有する電極端子112は、第一開口部210aに向けて突出することとなる。そして、複数の蓄電素子110のZ軸プラス方向にバスバーフレーム130が配置されて、バスバーが複数の蓄電素子110が有する電極端子112に接続(接合)される。その後、第一蓋部220が外装体本体210に取り付けられて、第一開口部210aが閉塞される。このようにして、蓄電ユニット100が外装体200に収容される。
 [2 効果の説明]
 以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置10によれば、扁平な形状の蓄電素子110を有する蓄電ユニット100が収容される外装体200の外装体本体210は、第一開口部210aと、一体化された底壁211及び側壁212と、を有している。外装体本体210の側壁212と対向する位置には、蓄電ユニット100が通過可能な第二開口部210bが形成されている。このように、外装体本体210において、底壁211と対向する向きに開口する第一開口部210aの他に、側壁212と対向する位置に、蓄電ユニット100が通過可能な第二開口部210bが形成されている。これにより、第一開口部210aから蓄電ユニット100を挿入するのが難しい場合でも、第二開口部210bから蓄電ユニット100を挿入できるため、蓄電装置10を容易に組み立てることができる。したがって、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。本実施の形態に係る蓄電装置10によれば、複数の蓄電素子110をユニット化、モジュール化することなく、外装体本体210(電池パック)に収納するCell to Pack(CTP)式と呼ばれる蓄電装置10(電池パック)の製造を容易に行うことができる。
 外装体本体210の第二開口部210bが、複数の蓄電素子110の並び方向(Y軸方向)に開口していることで、当該並び方向に向けて第二開口部210bから蓄電ユニット100を挿入し、外装体本体210の内方に蓄電ユニット100を配置することができる。これにより、蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子110を当該並び方向で過大な圧迫を与えることなく、複数の蓄電素子110を外装体本体210内に挿入できる。蓄電ユニット100(複数の蓄電素子110)を圧迫した状態で、外装体本体210の開口から当該蓄電ユニット100(複数の蓄電素子110)を挿入する場合(蓄電ユニット100(複数の蓄電素子110)を、上方が開口した定寸の外装体本体210に挿入するなど、蓄電ユニット100(複数の蓄電素子110)を持ち上げて、外装体本体210の上方から挿入する場合)、圧迫摩擦力だけで蓄電ユニット100を保持できるアーム、及び、圧迫力に耐えられる保持ツメ等の設備が必要となり、また、使用できる蓄電素子110のサイズも重量から制限される。複数の蓄電素子110を圧迫してから挿入する場合、蓄電ユニット100に既定の圧迫力をかけ、蓄電ユニット100の寸法を測定し、それに合わせたシムを先に外装体本体210に入れる。この状態で、蓄電ユニット100をさらに圧迫して外装体本体210に挿入し、圧迫治具の抜き取りを行う等の必要があり、複雑である。アーム等で挟持した蓄電ユニット100を外装体本体210に挿入する操作では、蓄電ユニット100に対して過大な圧迫力を与えて蓄電ユニット100の寸法を圧縮するため、蓄電素子110の容器111には、当該圧迫力に耐える強度が要求される。そのため、蓄電素子110における容器111の素材の厚みを大きくする等、容器111やその他周辺の部材の材料、コストを増やす必要がある。これに対し、本構成の場合、蓄電ユニット100を加圧圧縮するための圧迫力は小さくて良く、加圧によって蓄電ユニット100(蓄電素子110)にかかるダメージが小さい。過大な圧迫力に耐えるための構造も必要としないため、スペース効率やコストカットができるという面で有利である。このように、蓄電ユニット100(複数の蓄電素子110)を、過大な圧迫力で圧迫することなく外装体本体210内に挿入できることで、蓄電装置10を容易に組み立てることができるため、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 外装体本体210の第二開口部210bが蓄電ユニット100と対向する位置に配置されて、第二蓋部230で第二開口部210bを塞ぐ。これにより、蓄電ユニット100を、複数の蓄電素子110の並び方向(Y軸方向)に向けて第二開口部210bから挿入した後に、第二蓋部230で第二開口部210bを塞ぐことができる。つまり、蓄電ユニット100を外装体本体210内に挿入した後に、第二蓋部230で、複数の蓄電素子110を当該並び方向で圧迫しながら第二開口部210bを塞ぐことができる。したがって、蓄電装置10を容易に組み立てることができるため、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 外装体200において、第一蓋部220が第一開口部210aを塞いだ状態で、蓄電ユニット100が第二開口部210bを通過可能に形成されていることで、第一蓋部220が第一開口部210aを塞いだ状態でも、第二開口部210bから蓄電ユニット100を挿入できる。これにより、蓄電装置10を容易に組み立てることができるため、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 蓄電素子110の電極端子112が第一開口部210aに向けて突出して配置されていることで、蓄電ユニット100を第二開口部210bから外装体本体210内に挿入した後に、第一開口部210aから蓄電素子110の電極端子112にアクセスできる。これにより、蓄電ユニット100を外装体本体210内に挿入した後でも、電極端子112とバスバーとを接合できるため、蓄電ユニット100を外装体本体210内に挿入する前に電極端子112とバスバーとを接合しておく必要がない。したがって、蓄電装置10を容易に組み立てることができるため、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 蓄電装置110の製造方法において、第二開口部210bに蓄電ユニット100を通過させて、蓄電ユニット100を外装体200に収容する。これにより、上述の通り、第一開口部210aから蓄電ユニット100を挿入するのが難しい場合でも、第二開口部210bから蓄電ユニット100を挿入できるため、蓄電装置10を容易に組み立てることができる。したがって、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 [3 変形例の説明]
 以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置10及び蓄電装置10の製造方法について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であり、本発明の範囲には、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。
 (変形例1)
 上記実施の形態では、外装体200の第一蓋部220及び第二蓋部230が別体で形成されていることとしたが、第一蓋部220及び第二蓋部230が一体化されていてもよい。図6は、本実施の形態の変形例1に係る外装体200が有する蓋体240の構成を示す斜視図である。具体的には、図6は、図1に示した外装体200の第一蓋部220及び第二蓋部230に対応する図である。
 図6に示すように、本変形例における外装体200は、上記実施の形態における別体の第一蓋部220及び第二蓋部230に代えて、第一蓋部220及び第二蓋部230が一体化された蓋体240を有している。本変形例のその他の構成については、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
 蓋体240は、外装体200が有する蓋体であり、外装体本体210の第一開口部210aを塞ぐ第一蓋部220と、外装体本体210の第二開口部210bを塞ぐ第二蓋部230とを含み、第一開口部210aと第二開口部210bとを一括して塞ぐ。つまり、蓋体240は、X軸方向から見てL字状の蓋板であり、第一蓋部220及び第二蓋部230が一体成形(一体的に形成)された1つの部材(一部品)である。蓋体240は、アルミダイカスト等により一体成形されて形成されてもよいし、別体の第一蓋部220及び第二蓋部230を溶接等で接合することにより形成されてもよい。
 以上のように、本変形例に係る蓄電装置10によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、外装体200において、蓋体240が、第一蓋部220と第二蓋部230とで第一開口部210aと第二開口部210bとを一括して塞ぐことで、第一開口部210aと第二開口部210bとを個別で塞ぐ必要がない。蓋体240によって、第二蓋部230で蓄電ユニット100を圧迫しながら、第一蓋部220で第一開口部210aを塞ぐことができる。これにより、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 蓋体240において、別体の第一蓋部220及び第二蓋部230がヒンジで接続されて、第二蓋部230が第一蓋部220に対して回転できる構成でもよい。この構成により、第一蓋部220が第一開口部210aを塞いだ状態で、第二蓋部230が第二開口部210bを開放したり、第二蓋部230が第二開口部210bを塞いだ状態で、第一蓋部220が第一開口部210aを開放したりできる。この構成によっても、蓄電装置10の組み立て性の向上を図ることができる。
 (その他の変形例)
 上記実施の形態では、外装体本体210は、底壁211と一体化された側壁212、213及び仕切壁214を有していることとしたが、側壁212が底壁211と一体化されていればよい。つまり、側壁213は、底壁211と別体でもよいし、仕切壁214は、底壁211と別体でもよい。外装体本体210は、側壁213を有していなくてもよいし、仕切壁214を有していなくてもよい。
 上記実施の形態では、外装体本体210に形成された2つの第二開口部210bは、外装体本体210のY軸マイナス方向の面が開口した開口部であることとしたが、これには限定されない。2つの第二開口部210bのいずれか一方または双方が、外装体本体210のY軸プラス方向の面が開口した開口部であってもよい。2つの第二開口部210bのいずれか一方または双方が、外装体本体210のX軸方向の面が開口した開口部であってもよい。つまり、第二開口部210bは、複数の蓄電素子110の並び方向(Y軸方向)と交差する方向に開口する開口部であってもよい。この場合、蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子110の並び方向と交差する方向(X軸方向)に向けて、第二開口部210bから外装体本体210の内方に挿入されることとなる。
 上記実施の形態では、外装体本体210の第二開口部210bは、蓄電ユニット100と対向する位置に配置されることとしたが、蓄電ユニット100と対向しない位置に配置されてもよい。つまり、蓄電ユニット100を、第二開口部210bから挿入した後にX軸方向に移動させて、蓄電ユニット100が第二開口部210bに対向しない位置に配置されてもよい。この場合、外装体200は、第二蓋部230を有していなくてもよい。
 上記実施の形態では、蓄電ユニット100を外装体本体210の内方に挿入した後に、複数の蓄電素子110をバスバーで接続することとしたが、複数の蓄電素子110をバスバーで接続した後に、蓄電ユニット100を外装体本体210の内方に挿入してもよい。この場合、蓄電素子110が有する電極端子112は、第一開口部210aに向けて突出していなくてもよい。
 上記実施の形態では、外装体本体210の第一開口部210a及び第二開口部210bは、繋がっていることとしたが、第一開口部210a及び第二開口部210bの間に仕切りが設けられていてもよい。つまり、第二開口部210bは、外装体本体210のY軸マイナス方向の側壁に形成された貫通孔でもよい。
 上記実施の形態では、第一開口部210aは、第二開口部210bよりも開口面積が大きく、かつ、蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されていることとしたが、これには限定されない。第一開口部210aは、第二開口部210bと開口面積が同じでもよいし、第二開口部210bよりも開口面積が小さくてもよい。第一開口部210aは、蓄電ユニット100が通過不能な大きさに形成されていてもよい。
 上記実施の形態では、外装体200の内方に、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット100が収容されていることとしたが、X軸方向に並ぶ3つ以上の蓄電ユニット100が収容されていてもよいし、1つの蓄電ユニット100しか収容されていなくてもよい。外装体200の内方に、Y軸方向に並ぶ複数の蓄電ユニット100が収容されていてもよい。これらの場合でも、外装体本体210の蓄電ユニット100と対向する位置に、第二開口部210bが形成されていればよい。
 上記実施の形態において、外装体200は、第一蓋部220を有していなくてもよい。上記実施の形態において、第二開口部210bは、第一蓋部220が第一開口部210aを塞いだ状態で蓄電ユニット100が通過可能な大きさに形成されていなくてもよい。
 上記実施の形態では、蓄電装置10のX軸プラス方向の部位及びX軸マイナス方向の部位は、ともに上記構成を有していることとしたが、いずれかの部位が上記と異なる構成を有していてもよい。つまり、2つの第二開口部210bのうちのいずれかが上記構成を有していなくてもよい。他の部位についても同様である。
 上記実施の形態において、蓄電ユニット100は、複数の蓄電素子110を拘束する拘束部材(エンドプレート、サイドプレート等)等を備えていてもよい。蓄電ユニット100もしくは複数の蓄電素子110のうち、隣り合う蓄電素子110の間に、冷却、隣り合う蓄電素子110の間で生じる反力のコントロール、寸法調整などの目的でスペーサー等といった部材を備えていてもよい。このような形態であっても本発明の範囲内に含まれる。
 上記実施の形態及びその変形例が備える各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等に適用できる。
 10 蓄電装置
 100 蓄電ユニット
 110 蓄電素子
 111 容器
 111a 容器本体
 111b 容器蓋部
 111c ガス排出弁
 112 電極端子
 120 スペーサ
 130 バスバーフレーム
 200 外装体
 210 外装体本体
 210a 第一開口部
 210b 第二開口部
 211 底壁
 212、213 側壁
 214 仕切壁
 220 第一蓋部
 230 第二蓋部
 240 蓋体

Claims (9)

  1.  それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、
     前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、
     前記外装体本体は、
    前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、
     前記外装体本体の前記側壁と対向する位置には、前記蓄電ユニットが通過可能な第二開口部が形成されている
     蓄電装置。
  2. 前記底壁と前記側壁とは、鋳造により一つの部材として一体成形されている
    請求項1記載の蓄電装置。
  3.  前記第二開口部は、前記複数の蓄電素子の並び方向に開口する開口部である
     請求項1または2に記載の蓄電装置。
  4.  前記第二開口部は、前記蓄電ユニットと対向する位置に配置され、
     前記外装体は、前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部を有する
     請求項3に記載の蓄電装置。
  5.  前記外装体は、前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部を有し、
     前記第二開口部は、前記第一蓋部が前記第一開口部を塞いだ状態で、前記蓄電ユニットが通過可能に形成されている
     請求項1または2に記載の蓄電装置。
  6. 前記外装体は、
    前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部と、前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部とを含み、
    前記第一蓋部と前記第二蓋部とが前記外装体本体に接合され、前記外装体の内部を密閉する
    請求項1または2に記載の蓄電装置。
  7.  前記外装体は、
    前記第一開口部を塞ぐ第一蓋部と、前記第二開口部を塞ぐ第二蓋部とを含み、
    前記第一開口部と前記第二開口部とを一括して塞ぐ蓋体を有する
     請求項1または2に記載の蓄電装置。
  8.  前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記第一開口部に向けて突出する電極端子を有する
     請求項1または2に記載の蓄電装置。
  9.  それぞれが扁平な形状の複数の蓄電素子を有する蓄電ユニットと、前記蓄電ユニットが収容される外装体と、を備える蓄電装置の製造方法であって、
     前記外装体は、所定方向に開口する第一開口部が形成された外装体本体を有し、
     前記外装体本体は、
    前記所定方向において前記第一開口部と対向する底壁と、前記底壁と一体化された側壁と、を有し、
     前記外装体本体の前記側壁と対向する位置に形成された第二開口部に、前記蓄電ユニットを通過させて、前記蓄電ユニットを前記外装体に収容する
     蓄電装置の製造方法。
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