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JP7658065B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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JP7658065B2
JP7658065B2 JP2020132181A JP2020132181A JP7658065B2 JP 7658065 B2 JP7658065 B2 JP 7658065B2 JP 2020132181 A JP2020132181 A JP 2020132181A JP 2020132181 A JP2020132181 A JP 2020132181A JP 7658065 B2 JP7658065 B2 JP 7658065B2
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Description

本発明は、蓄電素子及びスペーサを備える蓄電装置に関する。
従来、配列方向に配列された蓄電素子及びスペーサを備え、スペーサの当該配列方向の面に凸部が形成された構成の蓄電装置が知られている。例えば、特許文献1には、配列方向に配列される複数の単電池(蓄電素子)及びスペーサを備え、スペーサの当該配列方向の面に第1凸状部及び第2凸状部(凸部)が形成された組電池(蓄電装置)が開示されている。
特開2019-128991号公報
上記従来の蓄電装置のように、スペーサに凸部が形成された構成では、当該凸部が蓄電素子に圧縮されることにより、凸部に応力が集中し、スペーサが損傷してしまうおそれがある。特に、スペーサの当該凸部の裏側にも凸部が形成されている場合には、スペーサの両側の凸部に応力が集中し、スペーサの凸部が長尺な場合には、長尺な凸部に亘って応力が集中する。このような場合、スペーサが損傷してしまうおそれが高まる。
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、スペーサの損傷を抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、配列方向に配列された蓄電素子及びスペーサを備える蓄電装置であって、前記スペーサは、前記配列方向における一方の面である平面状の第一面、及び、他方の面である平面状の第二面を有するスペーサ本体と、前記第一面に配置され、前記第一面に沿って延設される第一凸部と、前記第二面に配置される第二凸部であって、前記配列方向から見て、前記第一凸部と隣り合う位置に配置される第二凸部と、を有する。
これによれば、蓄電装置において、蓄電素子と配列方向に配列されたスペーサは、一方の平面状の第一面に配置され第一面に沿って延設される第一凸部と、他方の平面状の第二面に配置され、当該配列方向から見て第一凸部と隣り合う第二凸部と、を有している。ここで、スペーサの第一面に長尺な第一凸部が配置されていると、当該長尺な第一凸部に亘って応力が集中するため、スペーサが損傷してしまうおそれがある。さらに、スペーサの第二面において、当該配列方向から見て第一凸部と重なる位置に第二凸部が配置されていると、第一凸部及び第二凸部に応力が集中するため、スペーサが損傷してしまうおそれが高まる。このため、スペーサの第二面においては、当該配列方向から見て第一凸部と隣り合う位置(第一凸部と重ならない位置)に第二凸部を配置する。これにより、第一凸部及び第二凸部に加わる応力を分散し、第一凸部及び第二凸部に応力が集中するのを抑制することができる。したがって、スペーサの損傷を抑制することができる。
また、前記第一凸部及び前記第二凸部は、同じ方向に延設されて配置されることにしてもよい。
これによれば、スペーサにおいて、第一面の第一凸部及び第二面の第二凸部が同じ方向に延設されることで、隣り合う位置に配置された第一凸部と第二凸部とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部及び第二凸部に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサの損傷を抑制することができる。
また、前記スペーサは、2つの前記第一凸部を有し、前記第二凸部は、前記配列方向から見て、2つの前記第一凸部の間に配置されることにしてもよい。
これによれば、スペーサにおいて、第二面の第二凸部が、上記配列方向から見て第一面の2つの第一凸部の間に配置されることで、第一凸部と第二凸部とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部及び第二凸部に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサの損傷を抑制することができる。
また、前記スペーサは、複数の前記第一凸部と、複数の前記第二凸部とを有し、複数の前記第一凸部と、複数の前記第二凸部とは、前記配列方向から見て、交互に配置されることにしてもよい。
これによれば、スペーサにおいて、第一面の複数の第一凸部と第二面の複数の第二凸部とが、上記配列方向から見て交互に配置されることで、第一凸部と第二凸部とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部及び第二凸部に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサの損傷を抑制することができる。
また、前記スペーサは、前記第一凸部及び前記第二凸部の少なくとも一方の凸部の延設方向において、前記蓄電素子と対向する壁部を有し、前記少なくとも一方の凸部は、前記壁部と離間して配置されることにしてもよい。
これによれば、スペーサにおいて、第一面の第一凸部及び第二面の第二凸部の少なくとも一方の凸部が、蓄電素子に対向する壁部と離間して配置されることで、当該少なくとも一方の凸部が変形しやすい。これにより、当該少なくとも一方の凸部に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサの損傷を抑制することができる。
なお、本発明は、蓄電装置として実現することができるだけでなく、スペーサとしても実現することができる。
本発明における蓄電装置によれば、スペーサの損傷を抑制することができる。
実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置において外装体の本体と蓋とを分離して外装体の内方を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置の外装体の内方の構成要素を分解して示す分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電ユニットを分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す上面図及び下面図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す断面図である。
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。なお、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。また、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、蓄電ユニットと電気機器ユニットとの並び方向、複数のサイド部材の並び方向、エンド部材の延設方向、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、X軸方向と定義する。蓄電素子とバスバー若しくはバスバーフレームとの並び方向、または、蓄電素子の容器の本体と蓋との並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電装置の外装体の本体と蓋との並び方向、一対のエンド部材の並び方向、蓄電素子とスペーサとエンド部材との並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子の扁平方向、蓄電素子の電極体の極板の積層方向、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。なお、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。
また、以下の説明において、例えば、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。また、以下では、Z軸方向を第一方向または配列方向とも呼び、X軸方向を第二方向とも呼び、Y軸方向を第三方向とも呼ぶ場合がある。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10の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置10の概略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の外観を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る蓄電装置10において外装体100の本体と蓋とを分離して外装体100の内方を示す斜視図である。図3は、本実施の形態に係る蓄電装置10の外装体100の内方の構成要素を分解して示す分解斜視図である。
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することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、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電池モジュール(組電池)である。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10は、家庭用または発電機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~図3に示すように、蓄電装置10は、外装体100と、外装体100に収容される蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300と、を備えている。蓄電装置10は、上記の構成要素の他、蓄電ユニット200から排出されるガスを外装体100の外方へ排気するための排気部、及び、電気機器ユニット300に電線等で接続されて外部との信号の伝達を行うためのコネクタ等を備えていてもよい。
外装体100は、蓄電装置10の外装体を構成する箱形(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100は、蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300の外方に配置され、これら蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体100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100は、これにより、蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体100は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
外装体100は、外装体100の本体を構成する外装体本体110と、外装体100の蓋体を構成する外装体蓋体120と、を有している。外装体本体110は、Z軸プラス方向側に開口が形成された有底矩形筒状のハウジング(筐体)であり、蓄電ユニット200及び電気機器ユニット300を収容する。外装体本体110は、底壁部111と、4つの側壁部112と、複数の突出部113とを有している。
底壁部111は、外装体本体110のZ軸マイナス方向側に配置され、外装体本体110の底面を形成する平板状かつ矩形状の壁部である。底壁部111のZ軸プラス方向の面には、リブ111aが形成されている。リブ111aは、底壁部111のZ軸プラス方向の面からZ軸プラス方向に突出する凸部であり、底壁部111のZ軸プラス方向の面のほぼ全面に亘って、X軸方向及びY軸方向に延設される複数のリブ111aが形成されている。4つの側壁部112は、外装体本体110のX軸方向両側及びY軸方向両側に配置され、外装体本体110のX軸方向両側の2つの短側面とY軸方向両側の2つの長側面とを形成する4つの平板状かつ矩形状の壁部である。
突出部113は、底壁部111をZ軸方向に貫通し、底壁部111のZ軸プラス方向の面からZ軸プラス方向に突出する部材である。本実施の形態では、底壁部111のX軸方向中央部及びX軸プラス方向の端部のそれぞれに、Y軸方向に並ぶ2つの突出部113が配置されている。それぞれの突出部113は、底壁部111からZ軸プラス方向に突出した部位が、エンド部材230及びサイド部材240に形成された開口部(後述の開口部230b及び244)に挿入されることにより、エンド部材230及びサイド部材240に取り付けられる。例えば、突出部113は、シーリングボルト等のボルトであり、エンド部材230を貫通した状態で、サイド部材240の開口部244に螺合される。
外装体蓋体120は、外装体本体110の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体蓋体120は、外装体本体110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。外装体蓋体120には、X軸マイナス方向かつY軸方向両端部に、正極側及び負極側の一対のモジュール端子(総端子)である一対の外部端子130が配置されている。蓄電装置10は、この一対の外部端子130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130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。
蓄電ユニット200は、複数の蓄電素子210が横置き(横倒し)にされた状態で、Z軸方向に配列(平積み)され、かつ、X軸方向に並べられることにより、Z軸方向に扁平かつX軸方向に長尺な形状を有している。具体的には、蓄電ユニット200は、Z軸方向及びX軸方向に並ぶ複数の蓄電素子210を、スペーサ220とともに、一対のエンド部材230及び複数(3つ)のサイド部材240がZ軸方向及びX軸方向で挟み込む構成を有している。蓄電ユニット200の構成のさらに詳細な説明については、後述する。
電気機器ユニット300は、電気機器310と、取付部材320と、バスバーユニット330とを有している。電気機器310は、蓄電ユニット200が有する蓄電素子210の状態の監視、及び、蓄電素子210の制御を行うことができる機器である。本実施の形態では、電気機器310は、蓄電ユニット200のX軸プラス方向に配置されて取り付けられる扁平な矩形状の部材である。電気機器310は、例えば、蓄電素子210の充電状態や放電状態を監視したり、蓄電素子210の充放電を制御したりする回路基板、シャント抵抗、コネクタ等の電気部品を有している。電気機器310は、これらの電気部品が絶縁性のカバー部材に収容された構成を有している。
取付部材320は、蓄電ユニット200に対して電気機器310を取り付ける平板状の部材である。取付部材320は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの電気的絶縁性の樹脂材料等で形成されている。取付部材320は、蓄電ユニット200及び電気機器310の間に配置され、蓄電ユニット200に取り付けられるとともに、電気機器310が取り付けられる。本実施の形態では、取付部材320は、蓄電ユニット200のX軸プラス方向の側面に取り付けられることで、電気機器310を立設した姿勢(YZ平面に平行となる姿勢)で、蓄電ユニット200のX軸プラス方向の側面に対して取り付ける。
具体的には、取付部材320は、蓄電ユニット200が有する後述のエンド部材230及びサイド部材240に取り付けられる。さらに具体的には、取付部材320は、Z軸方向両端部かつY軸方向両端部に、4つの突出部321を有している。突出部321は、エンド部材230に向けてZ軸方向に突出する部位を有し、当該部位が、エンド部材230及びサイド部材240に形成された開口部(後述の開口部230c及び244)に挿入されることにより、エンド部材230及びサイド部材240に取り付けられる。例えば、突出部321は、ボルトであり、当該ボルトの雄ネジ部が、開口部230c及び244の少なくとも一方に形成された雌ネジ部に螺合されることにより、取付部材320がエンド部材230及びサイド部材240に取り付けられる。
バスバーユニット330は、バスバー及びリレー(継電器)等を有し、蓄電ユニット200と電気機器310とを電気的に接続したり、電気機器310と外部端子130とを電気的に接続したり、蓄電ユニット200と外部端子130とを電気的に接続する。当該バスバーは、蓄電ユニット200が有する後述のバスバー250と電気機器310とを接続したり、電気機器310と外部端子130とを接続したり、バスバー250と当該リレーとを接続したり、当該リレーと外部端子130とを接続する板状の部材である。当該バスバーは、例えば、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で形成されている。
[2 蓄電ユニット200の構成の説明]
次に、図3に加えて、図4も用いて、蓄電ユニット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蓄電ユニット200を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。なお、図4では、蓄電ユニット200のうちのバスバー250及びバスバーフレーム251を省略して図示している。
図3及び図4に示すように、蓄電ユニット200は、複数の蓄電素子210(211、212)と、複数のスペーサ220(221、222)と、一対のエンド部材230(231、232)と、3つのサイド部材240と、複数のバスバー250と、バスバーフレーム251と、を有している。
蓄電素子210は、電気を充電し、また、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210は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、本実施の形態では、8個の蓄電素子210が横置き(横倒し)にされた状態で(蓄電素子210の長側面がZ軸方向に向いた状態で)、Z軸方向及びX軸方向に配列されている。具体的には、4つのX軸マイナス方向側の蓄電素子211がZ軸方向(配列方向)に配列(平積み)され、4つのX軸プラス方向側の蓄電素子212がZ軸方向(配列方向)に配列(平積み)されている。そして、当該4つの蓄電素子211及び当該4つの蓄電素子212が、X軸方向に並んで配列されている。蓄電素子210(211、212)の構成の詳細な説明については、後述する。
なお、蓄電素子210の個数は特に限定されず、何個の蓄電素子210がZ軸方向に積層(平積み)されていてもよいし、何個の蓄電素子210がX軸方向に配列されていてもよい。つまり、蓄電ユニット200は、1つの蓄電素子210しか有していなくてもよい。蓄電素子210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。蓄電素子210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210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210は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子210は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。
スペーサ220(221、222)は、Z軸方向(第一方向、配列方向)において蓄電素子210と並んで配置され(配列され)、蓄電素子210と他の部材とを電気的に絶縁する平板状かつ矩形状の部材である。スペーサ220(221、222)は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの電気的絶縁性の樹脂材料等で形成されている。
具体的には、スペーサ221は、蓄電素子210のZ軸方向に隣接して配置される中間スペーサ(セル間スペーサ)である。つまり、スペーサ221は、隣り合う2つの蓄電素子210の間(2つの蓄電素子211の間、及び、2つの蓄電素子212の間)に配置され、当該2つの蓄電素子210の間を電気的に絶縁する。本実施の形態では、4つの蓄電素子211に対応して、3つのスペーサ221が配置されているが、蓄電素子211の個数が4つ以外の場合には、スペーサ221の個数も蓄電素子211の個数に応じて適宜変更される。蓄電素子212についても同様である。
スペーサ222は、複数のスペーサ220のうちのZ軸方向(第一方向、配列方向)における端部に配置されるエンドスペーサであり、端部の蓄電素子210のZ軸方向に隣接して配置される。スペーサ222は、端部の蓄電素子210(端部の蓄電素子211及び蓄電素子212)とエンド部材230(231、232)との間に配置され、当該端部の蓄電素子210とエンド部材230(231、232)との間を電気的に絶縁する。つまり、4つの蓄電素子211のZ軸方向両側に2つのスペーサ222が配置され、4つの蓄電素子212のZ軸方向両側に2つのスペーサ222が配置されている。
なお、スペーサ220(221、222)は、X軸方向両側面及びY軸方向両側面に壁部を有しており、蓄電素子210のX軸方向両側及びY軸方向両側に配置される他の部材とも電気的に絶縁する。例えば、スペーサ220(221、222)は、当該壁部が、蓄電素子210とサイド部材240との間に配置され、蓄電素子210とサイド部材240との間を電気的に絶縁する。スペーサ220(221)の構成の詳細な説明については、後述する。
エンド部材230及びサイド部材240は、Z軸方向において、蓄電素子210を外方から圧迫(拘束)する部材(拘束部材)である。つまり、エンド部材230及びサイド部材240は、複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220をZ軸方向の両側から挟み込むことで、それぞれの蓄電素子210及び複数のスペーサ220をZ軸方向の両側から圧迫(拘束)する。エンド部材230及びサイド部材240は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されているが、剛性の高い樹脂等の絶縁部材で形成されていてもよい。
エンド部材230(231、232)は、Z軸方向において、複数の蓄電素子210(211及び212)並びに複数のスペーサ220(221及び222)を挟む位置に配置され、これらをZ軸方向で挟み込む一対の平板状の部材(エンドプレート)である。これにより、一対のエンド部材230は、複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220をZ軸方向で一括して拘束する(複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220にZ軸方向における拘束力を一括して付与する)。なお、エンド部材231は、一対のエンド部材230のうちのZ軸マイナス方向側のエンド部材230であり、エンド部材232は、Z軸プラス方向側のエンド部材230である。なお、エンド部材230(231、232)は、平板状の部材ではなく、ブロック状または棒状等の部材であってもよい。
サイド部材240は、X軸方向(第一方向と交差する第二方向)において、スペーサ220と隣り合う位置にスペーサ220と対向して配置される平板状の部材(サイドプレート)である。サイド部材240は、両端が一対のエンド部材230に取り付けられて、当該一対のエンド部材230を繋ぐことで、複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220を拘束する。つまり、サイド部材240は、複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220を跨ぐようにZ軸方向に延設されて配置され、当該複数の蓄電素子210等に対してこれらの並び方向(Z軸方向)における拘束力を付与する。なお、サイド部材240は、平板状の部材ではなく、ブロック状または棒状等の部材であってもよい。
本実施の形態では、複数の蓄電素子211のX軸マイナス方向と、複数の蓄電素子211及び複数の蓄電素子212の間と、複数の蓄電素子212のX軸プラス方向とに、3つのサイド部材240が配置される。つまり、X軸方向(第二方向)において、中央のサイド部材240を挟む位置に、2組の蓄電素子210及びスペーサ220が配置され、当該2組の蓄電素子210及びスペーサ220を挟む位置に、2つのサイド部材240が配置される。そして、これら3つのサイド部材240は、Z軸方向両端部において、一対のエンド部材230のX軸方向両端部及び中央部に取り付けられる。これにより、エンド部材230及びサイド部材240は、複数の蓄電素子210及び複数のスペーサ220を、X軸方向の両側及びZ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。
具体的には、エンド部材230(231、232)は、突出部230a(231a、232a)を有し、突出部230aによって、それぞれのサイド部材240と接続(接合)される。本実施の形態では、エンド部材230のX軸方向中央部及び両端部のそれぞれにおいて、Y軸方向に並ぶ3つの突出部230aが配置されている。突出部230aは、エンド部材230のサイド部材240側の面から、サイド部材240に向けてZ軸方向に突出する部位を有し、当該部位が、サイド部材240に形成された開口部243に挿入されることにより、サイド部材240に取り付けられる。例えば、突出部230aは、ボルトまたはセルフタップボルト(タッピングボルト)等であり、サイド部材240の開口部243に螺合される。
また、エンド部材230(231、232)には、X軸方向中央部及びX軸プラス方向の端部のそれぞれにおいて、Y軸方向に並ぶ3つの突出部230a(231a、232a)のそれぞれの間に、上述の2つの開口部230b(231b、232b)が配置されている。つまり、3つの突出部230a(231a、232a)と2つの開口部230b(231b、232b)とが、Y軸方向において交互に配置されている。開口部230b(231b、232b)は、エンド部材230(231、232)をZ軸方向に貫通する円形状の貫通孔である。エンド部材230(231、232)のX軸マイナス方向の端部においては、Y軸方向に並ぶ3つの突出部230a(231a、232a)のそれぞれの間に、上述の2つの開口部230c(231c、232c)が配置されている。つまり、3つの突出部230a(231a、232a)と2つの開口部230c(231c、232c)とが、Y軸方向において交互に配置されている。開口部230c(231c、232c)は、エンド部材230(231、232)をZ軸方向に貫通する円形状の貫通孔である。
バスバー250は、蓄電素子210に接続される平板状の部材である。具体的には、バスバー250は、複数の蓄電素子210のY軸マイナス方向に配置され、複数の蓄電素子210の電極端子210b、及び、バスバーユニット330に接続(接合)される。つまり、バスバー250は、複数の蓄電素子210の電極端子210b同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子210の電極端子210bとバスバーユニット330とを接続する。本実施の形態では、バスバー250と蓄電素子210の電極端子210bとは、溶接によって接続(接合)されるが、ボルト締結等によって接続(接合)されてもよい。バスバー250は、例えば、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で形成されている。本実施の形態では、バスバー250は、蓄電素子210を2個ずつ並列に接続して4セットの蓄電素子群を構成し、当該4セットの蓄電素子群を直列に接続するが、バスバー250は、8個の蓄電素子210を全て直列に接続してもよいし、その他の構成であってもよい。
バスバーフレーム251は、バスバー250と他の部材との電気的な絶縁、及び、バスバー250の位置規制を行うことができる扁平な矩形状の絶縁部材である。バスバーフレーム251は、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの電気的絶縁性の樹脂材料等で形成されている。バスバーフレーム251は、複数の蓄電素子210のY軸マイナス方向に配置され、複数の蓄電素子210に対して位置決めされる。また、バスバーフレーム251には、バスバー250が位置決めされる。これにより、バスバー250が、複数の蓄電素子210に対して位置決めされて、当該複数の蓄電素子210が有する電極端子210bに接合される。
[3 蓄電素子210の構成の説明]
次に、蓄電素子210の構成について、詳細に説明する。図5は、本実施の形態に係る蓄電素子210を分解して各構成要素を示す分解斜視図である。具体的には、図5は、図4に示した蓄電素子210を縦置きにした(立てた)状態で、各部を分解した図を示している。なお、8個の蓄電素子210(4つの蓄電素子211及び4つの蓄電素子212)は、全て同様の構成を有するため、以下では、1つの蓄電素子210の構成についての説明を行う。
図5に示すように、蓄電素子210は、容器210aと、一対(正極側及び負極側)の電極端子210bと、一対(正極側及び負極側)のガスケット210cと、を備えている。また、容器210aの内方には、一対(正極側及び負極側)のガスケット210dと、一対(正極側及び負極側)の集電体210eと、電極体210fとが収容されている。なお、容器210aの内方には、電解液(非水電解質)が封入されているが、図示は省略している。当該電解液としては、蓄電素子210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。また、上記の構成要素の他、電極体210fの側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体210f等を包み込む絶縁フィルム、または、容器210aの外面を覆う絶縁シート等が配置されていてもよい。
容器210aは、開口が形成された容器本体210a1と、容器本体210a1の当該開口を閉塞する容器蓋部210a2と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。このような構成により、容器210aは、電極体210f等を容器本体210a1の内部に収容後、容器本体210a1と容器蓋部210a2とが溶接等されることにより、内部を密封することができる構造となっている。容器本体210a1及び容器蓋部210a2の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、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であるのが好ましい。
容器本体210a1は、容器210aの本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Y軸マイナス方向側に開口が形成されている。つまり、容器本体210a1は、Z軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の(平坦な)長側面を有し、X軸方向両側の側面に一対の矩形状かつ平面状の(平坦な)短側面を有し、Y軸プラス方向側に矩形状かつ平面状の(平坦な)底面を有している。容器蓋部210a2は、容器210aの蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体210a1のY軸マイナス方向側にX軸方向に延設されて配置されている。
電極体210f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。本実施の形態では、電極体210fは、極板(正極板及び負極板)がX軸方向に延びる巻回軸(X軸方向に平行な仮想軸)まわりに巻回されて形成された巻回型(いわゆる縦巻き型)の電極体である。
ここで、電極体210fの極板(正極板及び負極板)は、Z軸方向に積層されているため、Z軸方向を積層方向とも呼ぶ。つまり、電極体210fは、極板が積層方向に積層されて形成されている。なお、電極体210fは、極板が巻回されることで、Z軸方向に並ぶ一対の平坦部210f1と、Y軸方向に並ぶ一対の湾曲部210f2と、を有しているが、上記の積層方向は、平坦部210f1における極板の積層方向である。平坦部210f1は、一対の湾曲部210f2の端部同士を繋ぐ平坦な部位であり、湾曲部210f2は、Y軸方向に突出するように半円形状等に湾曲した部位である。また、平坦部210f1の平坦面の向く方向、または、一対の平坦部210f1の対向方向を、上記積層方向と定義することもできる。このため、配列方向(Z軸方向)に並ぶ複数の蓄電素子211は、当該積層方向に並んでいるとも言え、配列方向(Z軸方向)に並ぶ複数の蓄電素子212についても、当該積層方向に並んでいるとも言える。
また、電極体210fは、正極板と負極板とがX軸方向に互いにずらして巻回されているため、正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、活物質が形成(塗工)されず基材層が露出した部分(活物質層非形成部)を有している。つまり、電極体210fは、X軸方向の両端部に、平坦部210f1及び湾曲部210f2からX軸方向両側に突出し、かつ、正極板及び負極板の活物質層非形成部が積層されて集電体210eと接続される接続部210f3を有している。
なお、電極体210fは、Y軸方向に延びる巻回軸まわりに極板が巻回されて形成されたいわゆる横巻き型の電極体、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。横巻き型の電極体の場合、湾曲部、及び、集電体との接続部(タブ)以外の平坦な部位が平坦部であり、積層型(スタック型)及び蛇腹型の電極体の場合、集電体との接続部(タブ)以外の平坦な部位が平坦部である。
電極端子210bは、蓄電素子210の端子(正極端子及び負極端子)であり、Y軸マイナス方向に突出するように容器蓋部210a2に配置されている。電極端子210bは、集電体210eを介して、電極体210fの正極板及び負極板に電気的に接続されている。電極端子210bは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属等の導電部材で形成されている。
集電体210eは、電極端子210bと電極体210fの接続部210f3とに電気的に接続される導電性の部材(正極集電体及び負極集電体)である。集電体210eは、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等で形成されている。ガスケット210c及び210dは、容器蓋部210a2と電極端子210b及び集電体210eとの間に配置された、平板状の電気的絶縁性を有する封止部材である。ガスケット210c及び210dは、例えば、上記の外装体100に使用可能ないずれかの電気的絶縁性の樹脂材料等で形成されている。
[4 スペーサ221の構成の説明]
次に、スペーサ221の構成について、詳細に説明する。なお、蓄電ユニット200が有するスペーサ221は、全て同様の構成を有しているため、以下では、1つのスペーサ221を図示して説明を行う。図6は、本実施の形態に係るスペーサ221の構成を示す斜視図である。具体的には、図6は、図4に示したスペーサ221を拡大して示している。図7は、本実施の形態に係るスペーサ221の構成を示す上面図及び下面図である。具体的には、図7の(a)は、図6に示したスペーサ221をZ軸プラス方向から見た場合の構成を示す上面図である。図7の(b)は、図6に示したスペーサ221をZ軸マイナス方向から見た場合の構成を示す下面図である。図8は、本実施の形態に係るスペーサ221の構成を示す断面図である。具体的には、図8の(a)は、図7に示したスペーサ221を、VIII-VIII線を通りYZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示し、図8の(b)及び(c)は、図8の(a)の破線内の構成を拡大して示している。
[4.1 スペーサ221の概略構成]
これらの図に示すように、スペーサ221は、スペーサ本体260と、前壁部270と、一対の側壁部280(280a及び280b)と、後壁部290と、を有している。スペーサ本体260は、スペーサ221の本体を構成する平板状かつ矩形状の部位であり、Z軸方向(第一方向)において蓄電素子210と対向する位置に配置される。具体的には、スペーサ本体260は、蓄電素子210の容器210aの長側面に対向し、かつ、2つの蓄電素子210の当該長側面に挟まれて配置される。
スペーサ本体260は、Z軸方向(配列方向)における一方の面である平面状の第一面260a、及び、他方の面である平面状の第二面260bを有している。つまり、第一面260aは、スペーサ本体260のZ軸プラス方向の主面であり、第二面260bは、スペーサ本体260のZ軸マイナス方向の主面である。第一面260aには第一凸部261、262及び263が配置され、第二面260bには第二凸部264、265及び266が配置されている。これら第一凸部261、262及び263、並びに、第二凸部264、265及び266の構成の詳細な説明については、後述する。
前壁部270は、スペーサ本体260のY軸マイナス方向の端縁からZ軸方向両側に突出する平板状の壁部であり、Y軸方向において蓄電素子210と対向し、かつ、X軸方向に延設されて配置される。具体的には、前壁部270は、スペーサ221のZ軸方向両側に配置されるそれぞれの蓄電素子210について、蓄電素子210の容器蓋部210a2のY軸マイナス方向の面のZ軸方向における略半分を覆うように配置される。さらに具体的には、前壁部270は、当該蓄電素子210のY軸マイナス方向の部位のうちの、容器蓋部210a2のガス排出弁及び電極端子210b以外の部分のZ軸方向における略半分を覆うように配置される。
一対の側壁部280は、スペーサ本体260のX軸方向両側の端縁からZ軸方向両側に突出する板状の壁部であり、X軸方向(第二方向)において蓄電素子210と対向し、かつ、Y軸方向(第一方向及び第二方向と交差する第三方向)に延設されて配置される。具体的には、一対の側壁部280は、スペーサ221のZ軸方向両側に配置されるそれぞれの蓄電素子210について、蓄電素子210の容器本体210a1のX軸方向両側の面(短側面)のZ軸方向における略半分を覆うように配置される。以下では、一対の側壁部280のうちの、X軸プラス方向側の側壁部280を側壁部280aとも称し、X軸マイナス方向側の側壁部280を側壁部280bとも称する。
側壁部280aは、スペーサ凸部281と、凹状壁部282~285と、を有している。側壁部280bについても、側壁部280aと同様に、スペーサ凸部281と、凹状壁部282~285と、を有している。つまり、側壁部280bは、スペーサ本体260の中心を通るYZ平面に対して、側壁部280aと対称となる形状を有している。このため、以下では、側壁部280aの構成について詳細に説明し、側壁部280bの構成の説明は、簡略化または省略する。
スペーサ凸部281は、X軸プラス方向に突出する凸部である。つまり、スペーサ凸部281は、サイド部材240に向けて突出する。具体的には、スペーサ凸部281は、X軸プラス方向に向けて矩形状に突出したZ軸方向に延びる角柱状(本実施の形態では、角筒状)の凸部であり、側壁部280aのY軸方向両側の端部に、2つのスペーサ凸部281が配置されている。
凹状壁部282及び283は、X軸マイナス方向の面がX軸プラス方向に向けて矩形状に凹んだ、Z軸方向から見てコ字状(逆C字状)の凹部であり、Z軸方向に延設されて配置されている。凹状壁部282及び283は、X軸プラス方向の面はX軸プラス方向に突出しているため、Z軸方向から見て、X軸プラス方向に向けて矩形状に突出したZ軸方向に延びる膨出状の凸部であるとも言える。本実施の形態では、2つのスペーサ凸部281の間に、2つの凹状壁部282が配置され、2つの凹状壁部282の間に、2つの凹状壁部283が配置されている。
凹状壁部284及び285は、X軸プラス方向の面がX軸マイナス方向に向けて矩形状に凹んだ、Z軸方向から見て略C字状の凹部であり、Z軸方向に延設されて配置されている。凹状壁部284及び285は、X軸マイナス方向の面はX軸マイナス方向に突出しているため、Z軸方向から見て、X軸マイナス方向に向けて矩形状に突出したZ軸方向に延びる膨出状の凸部であるとも言える。これにより、凹状壁部284及び285は、X軸マイナス方向の面が、蓄電素子210の容器210aの短側面に当接する。本実施の形態では、2つのスペーサ凸部281のそれぞれと2つの2つの凹状壁部282のそれぞれとの間に、2つの凹状壁部284がそれぞれ配置され、2つの凹状壁部283の間に、1つの凹状壁部284が配置されている。2つの凹状壁部282のそれぞれと2つの2つの凹状壁部283のそれぞれとの間に、2つの凹状壁部285がそれぞれ配置されている。
凹状壁部282及び283は、サイド部材240のサイド凹部242(図4参照)にそれぞれ挿入され、凹状壁部284及び285には、サイド部材240のサイド凸部241(図4参照)がそれぞれ挿入される。サイド凸部241は、サイド部材240のX軸方向両側に矩形状に突出し、かつ、サイド部材240のZ軸方向における一端から他端まで延設される凸部であり、上述の開口部243及び244が形成されている。サイド凹部242は、サイド部材240のX軸方向両側から矩形状に凹み、かつ、サイド部材240のZ軸方向における一端から他端まで延設される凹部である。
後壁部290は、スペーサ本体260のY軸プラス方向の端縁からZ軸方向両側に突出する平板状の壁部であり、Y軸方向において蓄電素子210と対向し、かつ、X軸方向に延設されて配置される。具体的には、後壁部290は、スペーサ221のZ軸方向両側に配置されるそれぞれの蓄電素子210について、蓄電素子210の容器本体210a1のY軸プラス方向の面(底面)のZ軸方向における略半分を覆うように配置される。
[4.2 スペーサ本体260の第一凸部及び第二凸部の構成の説明]
次に、スペーサ本体260が有する第一凸部261、262及び263、並びに、第二凸部264、265及び266の構成について、詳細に説明する。第一凸部261、262及び263は、第一面260aからZ軸プラス方向に突出し、かつ、第一面260aに沿ってX軸方向に延設されて形成された凸部である。第二凸部264、265及び266は、第二面260bからZ軸マイナス方向に突出し、かつ、第二面260bに沿ってX軸方向に延設されて形成された凸部である。
第一凸部261は、第一面260aのY軸方向の端部において、第一面260aのX軸方向の一端部から他端部までに亘って直線状に延設されるリブであり、第一面260aのY軸方向両端部のそれぞれに、第一凸部261が1つずつ配置されている。本実施の形態では、第一凸部261は、YZ平面で切断した場合の断面形状が矩形状であるが、当該断面形状は、三角形状、半円形状、半楕円形状等、どのような形状であってもよい。また、第一凸部261は、第一面260aのX軸方向の端縁にまでは延設されていない。つまり、第一凸部261は、側壁部280(280a及び280b)にまでは到達せず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第一凸部261は、側壁部280(280a及び280b)のY軸方向両端部の凹状壁部284のX軸方向に配置され、当該凹状壁部284に向けて延設されているが、当該凹状壁部284とは離間して配置されている。
第二凸部264は、第二面260bのY軸方向の端部において、第二面260bのX軸方向の一端部から他端部までに亘って直線状に延設されるリブであり、第二面260bのY軸方向両端部のそれぞれに、第二凸部264が2つずつ配置されている。本実施の形態では、第二凸部264は、YZ平面で切断した場合の断面形状が矩形状であるが、当該断面形状は、三角形状、半円形状、半楕円形状等、どのような形状であってもよい。第二凸部264は、第一凸部261と、X軸方向における長さが同じであるが、X軸方向における長さが異なっていてもよい。また、第二凸部264は、第二面260bのX軸方向の端縁にまでは延設されていない。つまり、第二凸部264は、側壁部280(280a及び280b)にまでは到達せず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第二凸部264は、側壁部280(280a及び280b)のY軸方向両端部の凹状壁部284のX軸方向に配置され、当該凹状壁部284に向けて延設されているが、当該凹状壁部284とは離間して配置されている。
第一凸部262は、第一面260aのY軸方向中央部において、X軸方向に直線状に延設されるリブであり、第一面260aのX軸方向両端部のそれぞれに、第一凸部262が1つずつ配置されている。第一凸部262の断面形状は、第一凸部261と同様である。第一凸部262は、第一凸部261と同様に、第一面260aのX軸方向の端縁にまでは延設されておらず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第一凸部262は、側壁部280(280a及び280b)のY軸方向中央部の凹状壁部284のX軸方向に配置され、当該凹状壁部284に向けて延設されているが、当該凹状壁部284とは離間して配置されている。
第二凸部265は、第二面260bのY軸方向中央部において、X軸方向に直線状に延設されるリブであり、第二面260bのX軸方向両端部のそれぞれに、第二凸部265が2つずつ配置されている。第二凸部265の断面形状は、第二凸部264と同様である。第二凸部265は、第一凸部262と、X軸方向における長さが同じであるが、X軸方向における長さが異なっていてもよい。第二凸部265は、第二凸部264と同様に、第二面260bのX軸方向の端縁にまでは延設されておらず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第二凸部265は、側壁部280(280a及び280b)のY軸方向中央部の凹状壁部284のX軸方向に配置され、当該凹状壁部284に向けて延設されているが、当該凹状壁部284とは離間して配置されている。
第一凸部263は、第一凸部262のY軸方向両側において、X軸方向に直線状に延設されるリブであり、第一凸部261及び262の間のそれぞれに、第一凸部263が2つずつ配置されている。第一凸部263の断面形状は、第一凸部262と同様である。第一凸部263は、第一凸部262と同様に、第一面260aのX軸方向の端縁にまでは延設されておらず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第一凸部263は、側壁部280(280a及び280b)の凹状壁部285のX軸方向に配置され、凹状壁部285に向けて延設されているが、凹状壁部285とは離間して配置されている。
第二凸部266は、第二凸部265のY軸方向両側において、X軸方向に直線状に延設されるリブであり、第二凸部264及び265の間のそれぞれに、第二凸部266が1つずつ配置されている。第二凸部266の断面形状は、第二凸部265と同様である。第二凸部266は、第一凸部263と、X軸方向における長さが同じであるが、X軸方向における長さが異なっていてもよい。第二凸部266は、第二凸部265と同様に、第二面260bのX軸方向の端縁にまでは延設されておらず、側壁部280(280a及び280b)と離間して配置されている。具体的には、第二凸部266は、側壁部280(280a及び280b)の凹状壁部285のX軸方向に配置され、凹状壁部285に向けて延設されているが、凹状壁部285とは離間して配置されている。
このように、第一凸部261、262及び263、並びに、第二凸部264、265及び266は、同じ方向(X軸方向)に延設されて配置されている。スペーサ221は、これら第一凸部261等及び第二凸部264等の少なくとも一方の凸部の延設方向(X軸方向)において、蓄電素子210と対向する壁部である側壁部280(280a及び280b)を有している。そして、第一凸部261等及び第二凸部264等の少なくとも一方の凸部(本実施の形態では、全ての凸部)は、当該壁部(側壁部280(280a及び280b))と離間して配置されている。具体的には、これら第一凸部261等及び第二凸部264等は、側壁部280のうちの蓄電素子210と当接する壁部である凹状壁部284及び285と隣り合う位置において、凹状壁部284及び285と離間して配置されている。
また、Z軸方向(配列方向)から見て、第二凸部264は第一凸部261と隣り合う位置に配置され、第二凸部265は第一凸部262と隣り合う位置に配置され、第二凸部266は第一凸部263と隣り合う位置に配置されている。言い換えれば、第二凸部264、265及び266は、第一凸部261、262及び263と、Z軸方向から見て重ならない位置(Z軸方向で対向しない位置)に配置されている。本実施の形態では、Z軸方向(配列方向)から見て、2つの第二凸部264の間に1つの第一凸部261が配置され、2つの第二凸部265の間に1つの第一凸部262が配置され、2つの第一凸部263の間に1つの第二凸部266が配置されている。これにより、複数の第一凸部261、262及び263と、複数の第二凸部264、265及び266とは、Z軸方向(配列方向)から見て、交互に配置されていることとなる。なお、図8において、第一凸部262及び第二凸部265の断面形状の拡大図は図示していないが、図8の(b)に示す第一凸部261及び第二凸部264の断面形状と同様の形状を有している。
[5 効果の説明]
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置10によれば、スペーサ221は、第一面260aに配置され、第一面260aに沿って延設される第一凸部261、262及び263(以下、第一凸部261等ともいう)を有している。また、スペーサ221は、第二面260bに配置され、配列方向(Z軸方向)から見て第一凸部261等と隣り合う第二凸部264、265及び266(以下、第二凸部264等ともいう)を有している。ここで、スペーサ221の第一面260aに長尺な第一凸部261等が配置されていると、当該長尺な第一凸部261等に亘って応力が集中するため、スペーサ221が損傷してしまうおそれがある。さらに、スペーサ221の第二面260bにおいて、当該配列方向から見て第一凸部261等と重なる位置に第二凸部264等が配置されていると、第一凸部261等及び第二凸部264等に応力が集中するため、スペーサ221が損傷してしまうおそれが高まる。このため、スペーサ221の第二面260bにおいては、当該配列方向から見て第一凸部261等と隣り合う位置(第一凸部261等と重ならない位置)に第二凸部264等を配置する。これにより、第一凸部261等及び第二凸部264等に加わる応力を分散し、第一凸部261等及び第二凸部264等に応力が集中するのを抑制することができる。したがって、スペーサ221の損傷を抑制することができる。
また、第一面260aの第一凸部261等と第二面260bの第二凸部264等とが同じ方向に延設されることで、隣り合う位置に配置された第一凸部261等と第二凸部264等とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部261等及び第二凸部264等に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサ221の損傷を抑制することができる。
また、第二面260bの第二凸部266が、上記配列方向(Z軸方向)から見て第一面260aの2つの第一凸部263の間に配置されることで、第一凸部263と第二凸部266とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部263及び第二凸部266に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサ221の損傷を抑制することができる。第一凸部261及び2つの第二凸部264、並びに、第一凸部262及び2つの第二凸部265についても、同様のことが言える。
また、第一面260aの複数の第一凸部261等と第二面260bの複数の第二凸部264等とが、上記配列方向(Z軸方向)から見て交互に配置されることで、第一凸部261等と第二凸部264等とに応力が分散されやすい。これにより、第一凸部261等及び第二凸部264等に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサ221の損傷を抑制することができる。
また、第一面260aの第一凸部261等及び第二面260bの第二凸部264等の少なくとも一方の凸部が、蓄電素子210に対向する壁部(側壁部280)と離間して配置されることで、当該少なくとも一方の凸部が変形しやすい。特に、側壁部280の凹状壁部284及び285は、蓄電素子210と当接して動きが制限されるため、第一凸部261等及び第二凸部264等の少なくとも一方の凸部が、凹状壁部284、285にまで延設されていれば、当該少なくとも一方の凸部が変形しにくくなる。このため、第一凸部261等及び第二凸部264等の少なくとも一方の凸部が、凹状壁部284、285と離間して配置されることで、当該少なくとも一方の凸部が変形しやすくなる。これにより、当該少なくとも一方の凸部に応力が集中するのを抑制することができるため、スペーサ221の損傷を抑制することができる。
[6 変形例の説明]
以上、本発明の実施の形態(その変形例も含む)に係る蓄電装置10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。
例えば、上記実施の形態では、複数のスペーサ220が配置されていることとしたが、1つのスペーサ220しか配置されていなくてもよい。つまり、スペーサ221は、1つしか配置されていなくてもよいし、スペーサ222も、1つしか配置されていなくてもよいし、スペーサ221及びスペーサ222のいずれか一方が配置されていない構成でもよい。スペーサ221が配置されない場合には、スペーサ222が、上述したスペーサ221と同様の第一凸部及び第二凸部等の構成を有することにより、スペーサ221と同様の機能を担うことができる。
上記実施の形態では、スペーサ221の第一凸部261等と第二凸部264等とは、X軸方向に直線状に延設されていることとした。しかし、これらの凸部の少なくとも1つが、X軸方向から傾斜した方向またはY軸方向等、X軸方向とは異なる方向に延設されていてもよい。例えば第一凸部261と第二凸部264とが、異なる方向に延設されていてもよい。第一凸部261等及び第二凸部264等のうちの少なくとも1つの凸部が、直線状ではなく曲線状に延設されていてもよい。第二凸部264等は、長尺状の凸部であることとしたが、第二凸部264等のうちの少なくとも1つの凸部が長尺状でないことにしてもよい。
上記実施の形態において、スペーサ221の第一面260aに第一凸部261等が配置され、第二面260bに第二凸部264等が配置されていることとした。しかし、第一面260aに第二凸部264等が配置され、第二面260bに第一凸部261等が配置されることにしてもよい。
上記実施の形態では、スペーサ221の第一凸部261等と第二凸部264等とは、Z軸方向から見て交互に配置されることとした。しかし、第一凸部261等と第二凸部264等とは、Z軸方向から見てどのような順序で配置されていてもよい。例えば、第一凸部261は、2つの第二凸部264の間ではなく、2つの第二凸部264の側方に配置されていてもよい。また、第二凸部264は1つしか配置されておらず、第一凸部261は、当該1つの第二凸部264と隣り合う位置に配置されていてもよい。第一凸部262及び第二凸部265、並びに、第一凸部263及び第二凸部266についても同様である。
上記実施の形態では、スペーサ221の第一凸部261等及び第二凸部264等は、側壁部280と離間して配置されることとした。しかし、第一凸部261等及び第二凸部264等のうちの少なくとも1つの凸部が、側壁部280まで延設されて側壁部280に到達していてもよい。
上記実施の形態において、スペーサ221は、複数の第一凸部と複数の第二凸部とを有していることとした。しかし、スペーサ221は、隣り合う位置に配置される少なくとも1つの第一凸部と少なくとも1つの第二凸部とを有していればよい。
上記実施の形態において、スペーサ221は、前壁部270と一対の側壁部280と後壁部290とを有していることとした。しかし、スペーサ221は、前壁部270、一対の側壁部280及び後壁部290の少なくとも1つの壁部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200は、X軸方向に並ぶ2つの蓄電素子210(211及び212)を有していることとした。しかし、蓄電ユニット200は、X軸方向に並ぶ3つ以上の蓄電素子210を有していてもよいし、X軸方向には1つの蓄電素子210しか有していないことにしてもよい。
上記実施の形態において、複数のスペーサ221のうちのいずれかが上記の構成を有していなくてもよいし、複数のサイド部材240のうちのいずれかが上記の構成を有していなくてもよいし、複数の蓄電素子210のうちのいずれかが上記の構成を有していなくてもよい。
上記実施の形態において、蓄電装置10は、上述した全ての構成要素を備えている必要はない。例えば、蓄電装置10は、上述した効果に寄与しない、または、なくても上述の効果を奏することができる構成要素(部材または部位)は備えていなくてもよい。
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、蓄電装置10として実現することができるだけでなく、スペーサ221としても実現することができる。
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。
10 蓄電装置
100 外装体
112、280、280a、280b 側壁部
130 外部端子
200 蓄電ユニット
210、211、212 蓄電素子
210a 容器
210b 電極端子
210e 集電体
210f 電極体
220、221、222 スペーサ
230、231、232 エンド部材
240 サイド部材
241 サイド凸部
242 サイド凹部
250 バスバー
260 スペーサ本体
260a 第一面
260b 第二面
261、262、263 第一凸部
264、265、266 第二凸部
270 前壁部
281 スペーサ凸部
282、283、284、285 凹状壁部
290 後壁部
300 電気機器ユニット

Claims (5)

  1. 配列方向に配列された蓄電素子及びスペーサを備える蓄電装置であって、
    前記スペーサは、
    前記配列方向における一方の面である平面状の第一面、及び、他方の面である平面状の第二面を有するスペーサ本体と、
    前記第一面に配置され、前記第一面に沿って延設される第一凸部と、
    前記第二面に配置される第二凸部であって、前記配列方向から見て、前記第一凸部と隣り合う位置に配置される第二凸部と、を有し、
    前記スペーサは、前記第一凸部及び前記第二凸部の少なくとも一方の凸部の延設方向において、前記蓄電素子と対向する壁部を有し、
    前記少なくとも一方の凸部は、前記壁部と離間して配置される
    蓄電装置。
  2. 配列方向に配列された蓄電素子及びスペーサを備える蓄電装置であって、
    前記スペーサは、
    前記配列方向における一方の面である平面状の第一面、及び、他方の面である平面状の第二面を有するスペーサ本体と、
    前記第一面に配置され、前記第一面に沿って延設される第一凸部と、
    前記第二面に配置される第二凸部であって、前記配列方向から見て、前記第一凸部と隣り合う位置に配置される第二凸部と、を有し、
    前記スペーサは、前記第一凸部及び前記第二凸部の少なくとも一方の凸部の延設方向において、前記蓄電素子と対向する壁部を有し、
    前記少なくとも一方の凸部は、前記壁部と接触して配置される
    蓄電装置。
  3. 前記第一凸部及び前記第二凸部は、同じ方向に延設されて配置される
    請求項1または2に記載の蓄電装置。
  4. 前記スペーサは、2つの前記第一凸部を有し、
    前記第二凸部は、前記配列方向から見て、2つの前記第一凸部の間に配置される
    請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電装置。
  5. 前記スペーサは、複数の前記第一凸部と、複数の前記第二凸部とを有し、
    複数の前記第一凸部と、複数の前記第二凸部とは、前記配列方向から見て、交互に配置される
    請求項1~のいずれか1項に記載の蓄電装置。
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