WO2016031862A1 - 蓄電モジュール - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- the present invention relates to a power storage module.
- An electric vehicle, a hybrid vehicle, etc. are equipped with a power storage device as a power source.
- the power storage device accommodates a power storage module including a plurality of power storage elements such as lithium ion secondary batteries (see Patent Document 1).
- Patent Document 1 a plurality of cylindrical secondary batteries are arranged, and a battery block (storage battery) in which the arranged secondary battery is held in a radial direction by two holding members facing each other. Module).
- This battery block includes two protrusions in which one holding member contacts the outer peripheral surface of the secondary battery, and includes a pressing portion in which the other holding member presses the outer peripheral surface of the secondary battery inward in the radial direction. ing.
- Patent Document 1 when a plurality of power storage elements are arranged in, for example, an upper stage, a middle stage, and a lower stage, the pressing portion disclosed in Patent Document 1 may be provided to press the outer peripheral surface of the middle stage power storage element. difficult.
- the holding member has the rigidity necessary to withstand vibrations and shocks from the outside.
- a highly rigid holding member and a pressing portion With the same material, it is conceivable to provide both-end supporting beam-shaped pressing portions as described in Patent Document 1, but with such a pressing portion, In order to generate an appropriate elastic force, a predetermined length is required. For this reason, in the power storage modules arranged in three stages, there is a possibility that a space for providing a pressing portion that presses the middle power storage element cannot be secured. In the case where the pressing portion is not provided, there is a possibility that positional deviation between the storage elements occurs when vibration is applied to the storage module. As a result, a load (load) acts on the conductive member connecting the power storage elements to each other, and for example, a contact failure between the power storage element and the conductive member may occur.
- the power storage module is a power storage module in which a plurality of columnar power storage elements are arranged in a row and provided with N or more stages (N is an integer of 3 or more).
- N is an integer of 3 or more.
- a pair of holding members that hold the power storage elements constituting the element array between the first stage and the Nth stage, and one of the pair of holding members, and the outer peripheral surface of the power storage elements
- a pressing member that presses radially inward, and the other of the pair of holding members is provided with a first contact portion that contacts the outer peripheral surface of the power storage element. Is a separate body and is made of a material having a lower elastic modulus than the holding member.
- FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a power storage device according to the present invention.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device illustrated in FIG. 1.
- (A) is the figure which looked at the electrical storage apparatus in the state from which the side cover was removed from the left side
- (b) is a figure which shows typically each area in the electrical storage apparatus shown to (a).
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the power storage module illustrated in FIG. 5.
- FIG. 14 is a schematic sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
- the power storage device according to the present embodiment is applied to an in-vehicle power supply device in an electric motor drive system of an electric vehicle (for example, an electric vehicle).
- the concept of the electric vehicle includes a hybrid electric vehicle provided with an engine that is an internal combustion engine and an electric motor as drive sources of the vehicle, and a genuine electric vehicle that uses the electric motor as the only drive source of the vehicle.
- FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a power storage device according to the present invention
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device illustrated in FIG.
- the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction will be described as directions shown in FIGS.
- Each direction illustrated in FIG. 1 and FIG. 2 corresponds to the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction in a vehicle on which the power storage device 100 is mounted.
- the power storage device 100 is, for example, a lithium ion battery device, and includes a plurality of secondary batteries 101 (see FIG. 6) such as lithium ion batteries as power storage elements in a power storage case 2 that is a housing of the power storage device 100. A plurality of power storage modules are accommodated.
- the electricity storage case 2 has a shape in which a small rectangular parallelepiped is connected to the front side of a large rectangular parallelepiped.
- the electricity storage case 2 includes a main case 11, a side cover 12, an under cover 13, and a top cover 14.
- the main case 11, the side cover 12, the under cover 13, and the top cover 14 are each formed, for example, by pressing a thin metal plate.
- the main case 11 is a member that has a frame shape in which an upper part, a lower part, and a left part are opened.
- the side cover 12 is a member arranged to face the right wall 11a of the main case 11, constitutes the left wall of the main case 11, and closes the left opening of the main case 11.
- the under cover 13 is a member that closes the lower opening of the main case 11, and the top cover 14 is a member that closes the upper opening of the main case 11.
- Each of the side cover 12, the under cover 13, and the top cover 14 is fixed to the main case 11 with a fastening member such as a bolt, and forms a space for accommodating an electronic component therein.
- FIG. 3 is a perspective view of power storage device 100 with side cover 12, top cover 14, under cover 13, LBC 4 and the like removed.
- 4A is a view of the power storage device 100 with the side cover 12 removed, as viewed from the left side
- FIG. 4B is a broken line showing each area in the power storage device 100 shown in FIG. 4A. It is a figure shown typically.
- the electricity storage module accommodation area 2 ⁇ / b> A in which the electricity storage modules 40 ⁇ / b> A, 40 ⁇ / b> B, 40 ⁇ / b> C are accommodated
- the control unit accommodation area 2 ⁇ / b> B in which the junction box 3 is accommodated
- a wiring aggregation area 2C in which harnesses, voltage detection lines, temperature sensor lines and the like are aggregated is formed.
- a plurality (three in this embodiment) of power storage modules 40A, 40B, and 40C (hereinafter collectively referred to as the power storage module 40) are arranged in the power storage module accommodation area 2A.
- Each power storage module 40A, 40B, 40C is connected in series by a harness.
- Each of the power storage modules 40A to 40C has a rectangular parallelepiped block shape, and its longitudinal direction extends in the vertical direction in the main case 11, and is arranged in parallel and adjacent to each other in the front-rear direction.
- the power storage modules 40A to 40C are arranged in the order of the power storage modules 40A, 40B, and 40C in the direction away from the control unit accommodation area 2B, that is, rearward.
- the power storage module 40 is fixed to the main case 11 with the side cover 12 and through bolts 81.
- the side cover 12 is provided with a through hole through which the through bolt 81 is inserted, and a back nut (not shown) fastened to the through bolt 81 is welded to the right side surface of the right wall 11a of the main case 11. Yes.
- an SD (service disconnect) switch 53 is disposed on the upper surface of the rear portion of the main case 11.
- the SD switch 53 is a safety device provided to ensure safety during maintenance and inspection of the power storage device 100.
- the SD switch 53 includes an electric circuit in which a switch and a fuse are electrically connected in series. It is operated during maintenance and inspection.
- SD switch 53 is connected to each of the negative terminal of power storage module 40B and the positive terminal of power storage module 40C, and electrically connects or disconnects between power storage module 40B and power storage module 40C.
- the junction box 3 disposed in the control unit accommodation area 2B is a control circuit having a precharge function that suppresses inrush current to the capacitor in the inverter at the time of charge / discharge current measurement, signal output, and vehicle start-up.
- the positive terminal of junction box 3 and the positive terminal of power storage module 40A, and the negative terminal of junction box 3 and the negative terminal of power storage module 40C are connected by a harness.
- a lithium ion battery controller (LBC) 4 is disposed above the control unit accommodation area 2B (not shown in FIG. 3).
- the LBC 4 is a control circuit for measuring, monitoring, and controlling the voltage, current, temperature, charge / discharge, etc. of the power storage module 40 and each secondary battery (unit cell), and is covered with the LBC cover 15.
- Each power storage module 40 is provided with a voltage detection board, a temperature sensor, and the like.
- the LBC 4 is connected to the voltage detection board of each power storage module 40 by a voltage detection line, and is connected to the temperature detection sensor by a temperature sensor line.
- a harness drawn from the positive terminal of the power storage module 40A, a voltage detection line drawn from the voltage detection board of each power storage module 40A, 40B, 40C, and a temperature sensor of each power storage module 40A, 40B, 40C The temperature sensor wires and the like drawn from are gathered.
- a partition plate 20 is disposed at the boundary between the storage module storage area 2A and the control unit storage area 2B, or at the boundary between the wiring aggregation area 2C and the control unit storage area 2B.
- the front of the partition plate 20 is a control unit accommodation area 2B
- the rear of the partition plate 20 is an area (hereinafter referred to as a sealed space portion 2D) in which the power storage module accommodation area 2A and the wiring aggregation area 2C communicate with each other.
- the harness, voltage detection line, temperature sensor line, and the like collected in the wiring collection area 2C penetrate the partition plate 20 and are guided to the control unit accommodation area 2B.
- the clearance gap between each of a harness, a voltage detection line, a temperature sensor line, etc. and the through-hole of the partition plate 20 is sealed.
- the sealed space 2D is a space sealed by the electricity storage case 2.
- a gap between members constituting the electricity storage case 2 is sealed with an adhesive, packing, or the like.
- the side cover 12 covering the left opening of the wiring aggregation area 2C is provided with a circular gas discharge port 12g.
- FIG. 5 is a perspective view of the power storage module 40A (40)
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the power storage module 40A (40) illustrated in FIG.
- the power storage modules 40A, 40B, and 40C are different in the number and details of the secondary battery 101, but have almost the same configuration. Therefore, the power storage module 40A will be described below as a representative.
- the power storage module 40A and the power storage module 40B have a configuration including 14 secondary batteries 101, and the power storage module 40C has a configuration including 12 secondary batteries 101.
- the power storage module 40A is provided with a positive terminal 41 and a negative terminal 42 at both ends in the longitudinal (up and down) direction.
- the power storage module 40 is provided with bosses 43 extending in the left-right direction at each of the four corners of the front upper portion, the front lower portion, the rear upper portion, and the rear lower portion.
- the power storage module 40 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a configuration in which a plurality of secondary batteries (unit cells) 101 are held by a holding case 111.
- the secondary batteries 101 are arranged in three stages on the left and right. Yes.
- the holding case 111 has a hexahedral shape.
- each secondary battery 101 is connected to the negative electrode and the positive electrode of opposite polarity of the adjacent secondary battery 101 by the conductive member 191, and all 14 are connected in series.
- the first secondary battery 101 and the last secondary battery 101 are connected to the external lead terminal 192 and connected to the positive terminal 41 and the negative terminal 42, respectively. Yes.
- the secondary battery 101 is a cylindrical lithium ion secondary battery in which components such as a battery element and a safety valve are housed in a cylindrical battery container into which an electrolyte is injected. It is configured.
- a safety valve which is a gas discharge mechanism on the positive electrode side, is a cleavage valve that cleaves when the internal pressure of the battery container reaches a predetermined pressure due to an abnormality such as overcharging.
- the safety valve functions as a fuse mechanism that cuts off the electrical connection between the battery lid and the positive electrode side of the battery element when it is cleaved, and the gas generated inside the battery container, that is, the mist-like carbon-based gas containing the electrolyte is removed. It functions as a decompression mechanism that ejects the battery container to the outside.
- the battery container is provided with a cleavage groove which is a gas discharge mechanism on the negative electrode side on the negative electrode side, and is cleaved when the internal pressure of the battery container becomes a predetermined pressure due to an abnormality such as overcharge. Thereby, the gas generated inside the battery container can be ejected also from the negative electrode terminal side.
- the gas discharge mechanism is operated and gas is released from the inside of the battery container, the gas released into the sealed space 2D (see FIG. 4B) is the gas discharge port 12g (FIG. 1).
- the gas is discharged from the vehicle through a gas discharge channel (not shown).
- the nominal output voltage of the secondary battery 101 is 3.0 to 4.2 volts, and the average nominal output voltage is 3.6 volts.
- the plurality of secondary batteries 101 are arranged in the holding case 111 so that their central axes are parallel to each other and extend in front of and behind the holding case 111.
- Each element array includes a plurality of secondary batteries 101 arranged in a line in the vertical direction. In the present embodiment, they are arranged in a plurality of ⁇ N stages (in this embodiment, five, four, and five three stages).
- the element array on the right end side (hereinafter referred to as the right end element array 103R), which is the first-stage element array counted from the right side, is composed of five secondary batteries 101 arranged in a line in the vertical direction.
- the element array on the left end side (hereinafter, referred to as the left end element array 103L), which is the third-stage element array from the right side, includes five secondary batteries 101 arranged in a line in the vertical direction.
- the second element array from the right side is an element array between the left end element array 103L and the right end element array 103R (hereinafter referred to as an intermediate element array 103M).
- the secondary batteries 101 are arranged in a line in the vertical direction.
- a plurality of secondary batteries 101 are arranged in a staggered manner.
- the left end element array 103L and the right end element array 103R are held in the same array.
- the intermediate element array 103M has half the length of the secondary batteries 101 in the longitudinal (vertical) direction of the holding case 111, that is, in the column direction with respect to the left end element array 103L and the right end element array 103R. It is held in a state of being shifted by only.
- the arrangement pitch of the left end element array 103L, the arrangement pitch of the right end element array 103R, and the arrangement pitch of the intermediate element array 103M are set to be the same, and the adjacent element arrays 103 are half pitch. They are misaligned.
- the element arrays 103 adjacent in the column direction (left and right direction) orthogonal to the column direction (vertical direction) while being displaced in the column direction the element arrays of adjacent stages are held.
- 103 can be brought close to each other, and the dimension in the step direction (left-right direction) can be shortened. Therefore, the length in the left-right direction of the power storage module 40A, that is, the height dimension of the power storage module 40A can be reduced.
- the holding case 111 includes four holding frame members divided in the left-right direction, that is, a right end holding frame member 121, a first intermediate holding frame member 131A, a second intermediate holding frame member 131B, and a left end holding frame member 141.
- Each secondary battery 101 constituting the right end element array 103 ⁇ / b> R is arranged to face the right end holding frame member 121 and the right end holding frame member 121 arranged on the outer side in the step direction of the secondary battery 101. It is sandwiched and held by the first intermediate holding frame member 131A.
- Each secondary battery 101 constituting the left end element array 103L is arranged to face the left end holding frame member 141 and the left end holding frame member 141 that are arranged outside the secondary battery 101 in the step direction. It is sandwiched and held by the second intermediate holding frame member 131B.
- Each secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is held between the first intermediate holding frame member 131A and the second intermediate holding frame member 131B. The details of the holding structure of each secondary battery 101 will be described later.
- the left end portion 142 of the left end portion holding frame member 141 constituting the left side surface of the holding case 111 is formed with a rectangular refrigerant inlet 116 that is long in the vertical direction, and the right end portion holding frame member constituting the right side surface of the holding case 111.
- a rectangular refrigerant outlet 118 that is long in the vertical direction is formed on the right side surface 122 of 121.
- Each secondary battery 101 arranged in the holding case 111 is held in a state where a gap is provided between the secondary batteries 101 adjacent in the column direction and between the secondary batteries 101 adjacent in the column direction.
- the four holding frame members 121, 131A, 131B, 141 of the holding case 111 are provided with bosses 43 extending in the left-right direction at the four corners, and the bosses 43 are provided with through holes penetrating in the left-right direction. Yes.
- a metal cylindrical collar is provided in the through hole of the boss 43.
- a through bolt 81 (see FIG. 2) is passed through the through hole of the boss 43.
- the through bolt 81 is inserted through the through hole of the side cover 12, passes through the through hole of the boss 43 of the holding case 111, and is a back nut (not shown) of the right wall 11 a of the main case 11. ). Accordingly, the power storage module 40 ⁇ / b> A is sandwiched between the right wall 11 a of the main case 11 and the side cover 12 and is fixed to the main case 11 together with the side cover 12.
- the power storage module 40A is fixed in a suspended state in the power storage module accommodation area 2A by the through bolt 81, and the main case 11, the power storage module 40, and the side cover 12 are connected by the through bolt 81 in the axial direction of the through bolt 81, That is, they are fixed to each other by receiving a compressive force in the left-right direction.
- the right end holding frame member 121 includes a flat plate-like right side surface portion 122 extending in the vertical direction with a certain width, and leftward from both lateral ends of the right side surface portion 122 (front and rear direction). It has a pair of right wall parts 123 that stand and face each other. The pair of right wall portions 123 are connected by connecting portions 126 at both longitudinal ends of the right wall portion 123.
- the pair of right wall portions 123 includes a first right holding portion 124 that holds the right side portion of each secondary battery 101 that constitutes the right end element array 103R, and each two held by the first right holding portion 124.
- a first right opening window 125 that exposes both end faces of the secondary battery 101 in the central axis direction is provided.
- the first intermediate holding frame member 131A has a pair of first wall portions 132A that extend in the vertical direction and face each other.
- the pair of first wall portions 132A are connected by connecting portions 133A at both longitudinal ends of the first wall portion 132A.
- the first intermediate holding frame member 131 ⁇ / b> A is overlapped and coupled to the right end holding frame member 121, and each first wall 132 ⁇ / b> A is continuously connected to the left part of each right wall 123 of the right end holding frame member 121. .
- the pair of first walls 132A includes a first left holding portion 134A for holding the left side portion of each secondary battery 101 constituting the right end element array 103R, and each secondary constituting the intermediate element array 103M.
- a second right holding portion 136A that holds the right side portion of the battery 101 is provided.
- the pair of first wall portions 132A includes a first left opening window portion 135A that exposes end faces on both sides in the central axis direction of each secondary battery 101 held by the first left holding portion 134A, and a second right holding portion.
- a second right opening window 137A is provided to expose the end surfaces on both sides in the central axis direction of each secondary battery 101 held by 136A.
- Each of the first left holding portions 134A and each of the second right holding portions 136A is a first intermediate holding portion for holding the right end element array 103R and the intermediate element array 103M in a state of being offset in the column direction.
- the frame member 131 ⁇ / b> A is arranged at a position shifted by half of the secondary battery 101 in the longitudinal direction. That is, the center of the second right holding portion 136A is located between the first left holding portions 134A adjacent to each other.
- the height of the first wall portion 132 ⁇ / b> A is shorter than the diameter of the secondary battery 101.
- the second intermediate holding frame member 131B has a pair of second wall portions 132B that extend in the vertical direction and face each other.
- a pair of 2nd wall part 132B is connected by the connection part 133B at the longitudinal direction both ends of the 2nd wall part 132B.
- the second intermediate holding frame member 131B is overlapped and coupled to the first intermediate holding frame member 131A, and the second wall portions 132B are connected to the left part of the first wall portions 132A of the first intermediate holding frame member 131A. Connected.
- the pair of second walls 132B includes a second left holding part 134B that holds the left part of each secondary battery 101 that constitutes the intermediate element array 103M, and each secondary that constitutes the left end element array 103L.
- a third right holding portion 136B that holds the right side portion of the battery 101 is provided.
- the pair of second wall portions 132B includes a second left opening window portion 135B that exposes end surfaces on both sides in the central axis direction of each secondary battery 101 held by the second left holding portion 134B, and a third right holding portion.
- a third right opening window 137B is provided to expose the end surfaces on both sides in the central axis direction of each secondary battery 101 held by 136B.
- Each of the second left holding portions 134B and each of the third right holding portions 136B is a second intermediate holding portion for holding the intermediate element array 103M and the left end element array 103L in a state of being offset in the column direction.
- the frame member 131B is disposed at a position shifted by half of the secondary battery 101 in the longitudinal direction of the frame member 131B. That is, the center of the second left holding portion 134B is located between the third right holding portions 136B adjacent to each other.
- the height of the second wall portion 132 ⁇ / b> B is shorter than the diameter of the secondary battery 101.
- the left end holding frame member 141 is a pair of a flat plate-like left side surface 142 extending in the vertical direction with a certain width, and a pair of standing up to the right from both side ends of the left side surface 142 in the short direction (front and rear direction).
- Left wall 143 The pair of left wall portions 143 are connected by connecting portions 146 at both longitudinal ends of the left wall portion 143.
- the left end holding frame member 141 is overlapped and coupled to the second intermediate holding frame member 131B, and each left wall 143 is continuously connected to the left part of each second wall 132B of the second intermediate holding frame member 131B.
- the pair of left wall portions 143 includes a third left holding portion 144 that holds the left side portion of each secondary battery 101 constituting the left end element array 103L, and each of the two left holding portions 144.
- a third left opening window 145 is provided to expose end faces on both sides of the secondary battery 101 in the central axis direction.
- Each holding frame member (121, 131A, 131B, 141) is integrated by a fixing screw and assembled as a holding case 111.
- each secondary battery 101 is fixed by being sandwiched in the radial direction by two holding frame members arranged so that the outer peripheral surfaces thereof face each other.
- the holding case 111 that holds the secondary battery 101 is required to have a certain degree of strength so that it can withstand external vibrations and shocks.
- the material of the holding case 111 employs polybutylene terephthalate (PBT) reinforced with glass fiber added (for example, about 30%).
- the right side 122 of the right end holding frame member 121 constitutes the right side of the holding case 111
- the left side 142 of the left end holding frame member 141 constitutes the left side of the holding case 111.
- the pair of left wall portions 143 of the holding frame member 141 constitutes part of the front side surface and the rear side surface of the holding case 111, respectively.
- Each secondary battery 101 constituting the right end element array 103R is associated with each first right holding portion 124 of the right end holding frame member 121 and each first left holding portion 134A of the first intermediate holding frame member 131A.
- the secondary battery 101 is held in a state where movement in the central axis direction and the radial direction is restricted.
- a circular opening is formed by the first right opening window 125 of the right end holding frame member 121 and the first left opening window 135A of the first intermediate holding frame member 131A, from which the positive electrode or the positive electrode of the secondary battery 101 or The electrode surface of the negative electrode is exposed.
- Each secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is cooperated with each second right holding portion 136A of the first intermediate holding frame member 131A and each second left holding portion 134B of the second intermediate holding frame member 131B.
- the secondary battery 101 is held in a state where movement in the central axis direction and the radial direction is restricted.
- a circular opening is formed by the second right opening window portion 137A of the first intermediate holding frame member 131A and the second left opening window portion 135B of the second intermediate holding frame member 131B, and the positive electrode of the secondary battery 101 is formed from this opening.
- the negative electrode surface is exposed.
- Each secondary battery 101 constituting the left end element array 103L is cooperated with each third right holding portion 136B of the second intermediate holding frame member 131B and each third left holding portion 144 of the left end holding frame member 141.
- the secondary battery 101 is held in a state where movement in the central axis direction and the radial direction is restricted.
- a circular opening is formed by the third right opening window 137B of the second intermediate holding frame member 131B and the third left opening window 145 of the left end holding frame member 141, from which a positive electrode of the secondary battery 101 or The electrode surface of the negative electrode is exposed.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a holding structure for the secondary battery 101.
- FIG. 8 is a partially enlarged view of FIG. 7 and shows a holding structure of the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R.
- the first right holding portion 124 of the right end holding frame member 121 has a radius of the outer peripheral surface of the secondary battery 101 along the outer peripheral surface of the end portion of the secondary battery 101.
- a semicircular arc-shaped concave surface 160 having a slightly larger radius is formed, and a substantially M-shaped elastically deformable pressing portion 150 is integrally formed on the right side surface 122 along the concave surface 160. That is, the right side surface portion 122 and the pressing portion 150 are made of the same material (in this embodiment, PBT containing glass fiber).
- the pressing portion 150 includes a belt-like portion 151 that is curved along the recessed surface 160 and a pair of support portions 152 that are erected from the right side surface portion 122 toward the left.
- the pair of support portions 152 includes the belt-like portion 151. Is an elastically deformable structure in the form of a beam supported at both ends. When a force toward the right acts on the central portion of the belt-shaped portion 151, the pressing portion 150 is elastically deformed and bent to the right, and generates a reaction force toward the left.
- the first left holding portion 134A of the first intermediate holding frame member 131A has a semicircle having a radius slightly larger than the radius of the outer peripheral surface of the secondary battery 101 along the outer peripheral surface of the end portion of the secondary battery 101.
- An arcuate concave surface 161 is formed, and two protrusions 162 are formed on the concave surface 161.
- a virtual plane perpendicular to the vertical direction (column direction in the element array) and including the central axis CA of the secondary battery 101 is defined as a center plane S of the secondary battery.
- the pressing part 150 is formed on the center plane S of the secondary battery, and the two protrusions 162 are formed symmetrically with respect to the center plane S. That is, one protrusion 162 is disposed in each of the upper region and the lower region divided by the center plane S.
- the contact point between one of the two protrusions 162 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 is A, and the other of the two protrusions 162 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 are
- the contact point is B
- the contact point between the pressing portion 150 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 is C.
- the contact point C is set on the center plane S of the secondary battery
- the contact point A and the contact point B are set at positions symmetrical with respect to the center plane S.
- the position of each contact point is set so that the triangle connecting the contact point A, the contact point B, and the contact point C becomes an isosceles triangle having the contact point C as a vertex.
- the positions of the contact points may be set so that the three contact points A, B, and C are located on the vertices of the regular triangle.
- the pressing portion 150 When the secondary battery 101 is arranged on the circular concave surface (160, 161), the pressing portion 150 is bent (elastically deformed), and the pressing portion 150 faces the outer peripheral surface of the secondary battery 101 radially inward. And press.
- the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R is pressed to the left (inward in the radial direction) by the pressing portion 150 of the right end holding frame member 121 in the first intermediate holding frame member.
- the two protrusions 162 of 131A are in contact with each other.
- the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R is held in good balance from three directions at three points (point A, point B, and point C).
- the position is restricted and the movement in the radial direction is restricted.
- Each of the first right holding portion 124 and the first left holding portion 134A is provided with a facing surface that faces an end surface in the central axis direction of each secondary battery 101, and the center of the secondary battery 101 is formed by this facing surface. Axial movement is restricted.
- the holding structure of the secondary battery 101 constituting the left end element array 103L is the same as the holding structure of the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R described above.
- the third left holding portion 144 of the left end holding frame member 141 has the same structure as the first right holding portion 124 of the right end holding frame member 121, and includes the recessed surface 160 and the pressing portion 150. I have.
- the third right holding portion 136B of the second intermediate holding frame member 131B has the same structure as the first left holding portion 134A of the first intermediate holding frame member 131A, and has a concave surface 161 on which two protrusions 162 are formed. I have.
- the secondary battery 101 constituting the left end element array 103 ⁇ / b> L is in the second intermediate state while being pressed rightward (inward in the radial direction) by the pressing portion 150 of the left end portion holding frame member 141.
- the two protrusions 162 of the holding frame member 131B are in contact with each other.
- the secondary battery 101 constituting the left end element array 103L is held in a balanced manner from three directions at three points, and its position is constrained by the pressing portion 150 and the protruding portion 162, and the radial movement is prevented. It is regulated.
- Each of the third right holding portion 136B and the third left holding portion 144 is provided with a facing surface that faces the end surface in the central axis direction of each secondary battery 101, and the center of the secondary battery 101 is formed by this facing surface. Axial movement is restricted.
- each secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is close to the secondary batteries 101 constituting the adjacent right end element array 103R and left end element array 103L. In order to hold the intermediate element array 103M, there is no space for arranging the pressing portion 150 described above.
- the pressing portion 150 instead of the above-described pressing portion 150, it can be sufficiently elastically deformed even in a small space, and an appropriate reaction force according to the amount of elastic deformation (force to press the secondary battery 101 in contact).
- the pressing member 180 capable of generating the pressure is provided, and the secondary battery 101 is held at the three points of the pressing member 180 and the two protrusions 172.
- the pressing member 180 is a separate body from the holding case 111, and the material thereof is a thermoplastic polyether ester elastomer having a lower elastic modulus than the glass fiber-containing PBT that is the material of the pressing portion 150.
- FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 7 and shows a holding structure of the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M. 9 shows a state in which the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is not arranged, and the outer shape (see the broken line) and the central axis of the secondary battery 101 when the secondary battery 101 is arranged. CA is illustrated.
- FIG. 10 is a perspective view of the pressing member 180. As will be described later, each pressing member 180 is provided in each second left holding portion 134B of the second intermediate holding frame member 131B, and has the same configuration.
- a pair of linear grooves 183 along the central axis CA of the secondary battery 101 are provided at the right end of the pressing member 180 (see FIG. 13).
- a main protrusion 181 that contacts the secondary battery 101 is provided between the pair of grooves 183 so as to protrude rightward from the bottom of the groove 183, and a pair of auxiliary protrusions are provided outside the pair of grooves 183.
- 182 protrudes from the bottom of the groove 183 toward the right.
- a groove 183 is formed between the main protrusion 181 and the auxiliary protrusion 182, and a pair of auxiliary protrusions 182 are provided so as to sandwich the main protrusion 181.
- the main protrusion 181 and the auxiliary protrusion 182 each have a predetermined width and extend along the central axis CA.
- the end surface of the main protrusion 181 is a contact surface (pressing surface) 181a that contacts the outer peripheral surface of the secondary battery 101 and presses the outer peripheral surface
- the end surface of the auxiliary protrusion 182 is A contact surface (pressing surface) 182 a that contacts the outer peripheral surface of the secondary battery 101 and presses the outer peripheral surface is provided.
- Each of the contact surface 181a and the contact surface 182a is a curved surface along the outer peripheral surface of the secondary battery 101, and has a rectangular shape when viewed from the right side (see FIG. 13).
- the main protruding portion 181 is set to have a larger protruding amount from the bottom surface of the groove 183 than the auxiliary protruding portion 182 so that a larger reaction force can be generated than the auxiliary protruding portion 182.
- the pressing member 180 is formed so that the length in the vertical direction decreases from the right end where the main protrusion 181 and the auxiliary protrusion 182 are provided toward the left.
- the upper and lower side surfaces 186 of the pressing member 180 are curved surfaces along the outer peripheral surface of the adjacent left end element array 103L.
- the front and rear side surfaces of the pressing member 180 are flat surfaces.
- a latching protrusion 185 that protrudes rearward and is attached to a latching hole 195 of the accommodating recess 190 described later.
- the right end surface of the latching protrusion 185 is a flat latching surface 185a that contacts a latching hole 195 described later.
- the latching protrusion 185 is formed with a tapered surface 185b so that the protruding height gradually decreases from the right end portion toward the left.
- FIGS. 2 show a left holding portion 134B (see a rectangular portion G indicated by a thick line in FIG. 6).
- FIG. 11 shows a state where the pressing member 180 is not housed in the housing recess 190
- FIG. 12 shows a state where the pressing member 180 is housed in the housing recess 190.
- 13 is a view showing the pressing member 180 housed in the housing recess 190, and is a view of the second left holding portion 134B of FIG. 12 as viewed from the right side.
- the second left holding portion 134 ⁇ / b> B of the second intermediate holding frame member 131 ⁇ / b> B has a radius larger than the outer peripheral surface of the secondary battery 101 along the outer peripheral surface of the end portion of the secondary battery 101.
- a semicircular arc-shaped concave surface 170 having a slightly larger radius is formed, and an accommodation concave portion 190 that is recessed leftward from the concave surface 170 is formed at the bottom of the semicircular arc-shaped concave surface 170.
- the accommodation recess 190 is formed corresponding to the outer shape of the pressing member 180 described above, and is formed so that the vertical dimension becomes narrower toward the left from the recessed surface 170.
- the depth dimension (the dimension in the left-right direction) of the housing recess 190 is formed to be smaller than the dimension from the left end surface of the pressing member 180 to the contact surface 181 a of the main protrusion 181 of the pressing member 180.
- the width dimension (the dimension in the front-rear direction) of the housing recess 190 is formed slightly larger than the dimension between the front side surface and the rear side surface of the pressing member 180.
- the main projecting portion 181 and the pair of auxiliary projecting portions 182 project from the recessed surface 170 toward the secondary battery side, respectively. .
- the protrusion amount of the main protrusion 181 is larger than the protrusion amount of the auxiliary protrusion 182, the shortest distance from the center axis CA to the contact surface 181 a of the main protrusion 181 is auxiliary from the center axis CA. It is shorter than the shortest distance to the contact surface 182a of the protrusion 182.
- a retaining hole 195 is formed on the rear side surface of the housing recess 190 so as to be recessed rearward from the rear side surface.
- 14 is a schematic sectional view taken along line XIV-XIV in FIG.
- the pressing member 180 is attached to the housing recess 190 by being pushed leftward from the opening on the right side of the housing recess 190.
- the pressing member 180 is made of a material (a thermoplastic polyether ester elastomer that is a soft resin material) that is softer and has a lower elastic modulus than the material (PBT) of the housing recess 190.
- the latching protrusion 185 of the pressing member 180 is compressed and deformed in the front-rear direction at the opening of the housing recess 190. Further, when the pressing member 180 is pushed in, the latching protrusion 185 compressed and deformed by the latching hole 195 of the housing recess 190 returns to the original state, and the latching protrusion 185 is inserted into the latching hole 195. As described above, since the hooking protrusion 185 is formed with the tapered surface 185b, the insertion property of the pressing member 180 into the housing recess 190 is improved as compared with the case where the tapered surface is not formed.
- the latching surface 185a of the latching projection 185 and the right side surface of the latching hole 195 are arranged to face each other. Thereby, the movement of the pressing member 180 to the right is restricted by the engagement surface 185 a coming into contact with the right side surface of the engagement hole 195. That is, by inserting the latching protrusion 185 into the latching hole 195, the pressing member 180 is prevented from dropping from the housing recess 190, and the state where the pressing member 180 is housed in the housing recess 190 is maintained.
- the second right holding portion 136 ⁇ / b> A of the first intermediate holding frame member 131 ⁇ / b> A has a radius of the outer peripheral surface of the secondary battery 101 along the outer peripheral surface of the end of the secondary battery 101.
- a semicircular arc-shaped concave surface 171 having a slightly larger radius is formed, and two protrusions 172 are formed on the concave surface 171.
- the pressing member 180 is formed on the center plane S of the secondary battery, and the two protrusions 172 are formed symmetrically with respect to the center plane S. That is, one protrusion 172 is arranged in each of the upper region and the lower region divided by the center plane S.
- a circular concave surface is formed, and the circular concave surface forms the axis of the secondary battery 101. The direction end is surrounded from the outside in the radial direction.
- the contact point between one of the two protrusions 172 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 is D, and the other of the two protrusions 172 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 are The contact point is E, and the contact point between the main protrusion 181 of the pressing member 180 and the outer peripheral surface of the secondary battery 101 is F.
- the contact point F is set on the center plane S of the secondary battery, and the contact point D and the contact point E are set at plane symmetry with respect to the center plane S.
- the position of each contact point is set so that the triangle connecting the contact point D, the contact point E, and the contact point F becomes an isosceles triangle having the contact point F as a vertex.
- the positions of the contact points may be set so that the three contact points D, E, and F are located on the vertices of the regular triangle.
- the pressing member 180 When the secondary battery 101 is disposed on the circular concave surface (170, 171), the pressing member 180 is compressed (elastically deformed) in the left-right direction, and the pressing member 180 radially extends the outer peripheral surface of the secondary battery 101. Press towards (ie towards the right).
- the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is pressed to the right (inward in the radial direction) by the pressing member 180 of the second intermediate holding frame member 131B.
- the two protrusions 172 of 131A are in contact.
- the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is held in three points (D point, E point, and F point) in a well-balanced manner from three directions, and the position of the secondary battery 101 is determined by the pressing member 180 and the protrusion 172. Is restricted, and movement in the radial direction is restricted.
- Each of the second right holding portion 136A and the second left holding portion 134B is provided with a facing surface facing the end surface in the central axis direction of each secondary battery 101, and the center of the secondary battery 101 is formed by this facing surface. Axial movement is restricted.
- the pressing member 180 is provided with a pair of auxiliary protrusions 182 so as to be plane-symmetric with respect to the center plane S.
- the amount of elastic deformation (compression amount) of the auxiliary protrusion 182 when holding the secondary battery 101 is smaller than the amount of elastic deformation (compression amount) of the main protrusion 181.
- the reaction force generated at the auxiliary protrusion 182 is smaller than the reaction force generated at the main protrusion 181.
- the reaction force generated by the pair of auxiliary protrusions 182 is configured to act on both sides of the main protrusion 181 as an auxiliary, so that compared to the case where no auxiliary protrusion is provided, The position of the secondary battery 101 can be restrained stably.
- the right and left sides of the pressing member 180 can be generated such that a predetermined reaction force necessary for restraining the secondary battery 101 by the pressing member 180 can be generated and the compression rate is 10% or less.
- the direction dimension has been adjusted.
- the compression rate is (t0 ⁇ t1) ⁇ when the horizontal dimension on the central plane S before compression of the pressing member 180 is t0 and the horizontal dimension on the central plane S after compression of the pressing member 180 is t1. It is expressed as 100 / t0 (%).
- the contact portion of the pressing member 180 is divided into three places, and the reaction force generated by the pressing member 180 is dispersed in three places. Therefore, a load that acts locally on the secondary battery 101 (load) ) Can be reduced.
- the power storage module 40 is provided with three stages of element arrays 103 in which a plurality of columnar secondary batteries 101 are arranged in a row.
- the power storage module 40 includes a pair of holding frame members (a first intermediate holding frame member 131A and a second intermediate holding frame member 131B) that hold the secondary battery 101 that constitutes the intermediate element array 103M.
- the power storage module 40 includes a pressing member 180 that is provided on one of the pair of holding frame members (second intermediate holding frame member 131B) and presses the outer peripheral surface of the secondary battery 101 radially inward. ing.
- the other of the pair of holding frame members (first intermediate holding frame member 131A) is provided with a protrusion 172 that contacts the outer peripheral surface of the secondary battery 101.
- the pressing member 180 is separate from the pair of holding frame members and is made of a material (thermoplastic polyetherester elastomer) having a lower elastic modulus than the material of the holding frame member (PBT with glass fiber).
- the position of the secondary battery 101 is maintained in a state where an appropriate pressing force is applied to the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M. Can be restrained. As a result, due to the vibration applied to the power storage module 40, it is possible to suppress misalignment between the secondary batteries constituting the intermediate element array 103M.
- each of the adjacent secondary batteries 101 can be formed with a small gap.
- the secondary batteries 101 can be densely arranged and the power storage module 40 can be downsized.
- the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R is disposed to face the right end holding frame member 121 and the right end holding frame member 121 arranged on the outer side in the step direction. And sandwiched between the first intermediate holding frame member 131A.
- the right end holding frame member 121 is provided with a pressing portion 150 that presses the outer peripheral surface of the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R toward the radially inner side.
- the first intermediate holding frame member 131A is provided with a protrusion 162 that contacts the outer peripheral surface of the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R.
- the pressing part 150 is made of the same material (PBT containing glass fiber) as the right end holding frame member 121 and is formed integrally with the right end holding frame member 121.
- the secondary battery 101 constituting the left end element array 103L includes a left end holding frame member 141 arranged on the outer side in the step direction and a second intermediate holding arranged facing the left end holding frame member 141. It is held between the frame member 131B.
- the left end holding frame member 141 is provided with a pressing portion 150 that presses the outer peripheral surface of the secondary battery 101 constituting the left end element array 103L inward in the radial direction.
- the second intermediate holding frame member 131B is provided with a protrusion 162 that comes into contact with the outer peripheral surface of the secondary battery 101 constituting the left end element array 103L.
- the pressing part 150 is made of the same material (PBT containing glass fiber) as the left end holding frame member 141 and is formed integrally with the left end holding frame member 141.
- the position of the secondary battery 101 can be constrained in a state where an appropriate pressing force is applied to the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R and the left end element array 103L.
- the vibration applied to the power storage module 40 it is possible to suppress misalignment between the secondary batteries constituting the right end element array 103R and the left end element array 103L.
- the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is restrained at an appropriate position, the positional deviation between the element arrays 103 due to the vibration applied to the power storage module 40. Can be suppressed.
- Each pressing portion 150 is formed integrally with each of the right end portion holding frame member 121 and the left end portion holding frame member 141. Accordingly, for example, the secondary battery 101 constituting the right end element array 103R and the left end element array 103L is replaced with the pressing portion 150, and is a member different from the right end holding frame member 121 and the left end holding frame member 141. Compared with the power storage module configured to be pressed by the pressing member 180, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
- the second intermediate holding frame member 131 ⁇ / b> B has a pair of front and rear arc-shaped recessed surfaces 170 formed along the outer peripheral surfaces of both ends in the central axis direction of the secondary battery 101.
- a pressing member 180 is housed in the housing recess 190 that is recessed from the recessed surface 170.
- the end surface (contact surface 181 a) of the main protrusion 181 protruding from the housing recess 190 toward the secondary battery 101 and the end surface (contact surface 182 a) of the auxiliary protrusion 182 are respectively The pressing surface presses the outer peripheral surface.
- the load (load) acting locally on the secondary battery 101 can be reduced. That is, it is possible to prevent an internal short circuit from occurring due to a large load acting on the battery container locally.
- the retaining recess 190 is provided with a latching hole 195 that can be engaged with the latching protrusion 185 of the pressing member 180. Thereby, the pressing member 180 is prevented from falling off from the housing recess 190, and the direction in which the power storage module 40 is arranged can be freely set.
- each of the protrusions 172 is a virtual plane including the central axis CA of the secondary battery, and each of the regions divided by a virtual plane (center plane S) passing through the contact point F between the pressing member 180 and the secondary battery 101.
- the secondary battery 101 can be held in a better balance as compared to the case where all the protrusions 172 are arranged in one of the regions divided by the center plane S.
- the concave surface 161 is provided with two protrusions 162 that contact the outer peripheral surface of the secondary battery 101.
- One protrusion 162 is arranged in each of the regions divided by the center plane S.
- the secondary battery 101 is held in a state where the pressing force is applied to the secondary battery 101 by the elastically deformable pressing portion 150 and the pressing member 180.
- the pressing portion 150 and the pressing member 180 are deformed.
- the tolerance of the diameter of the outer peripheral surface can be absorbed.
- the present embodiment even if each secondary battery 101 varies, vibration of the secondary battery 101 can be suppressed and stably held. As a result, for example, a load is applied to the conductive member 191 that connects the secondary batteries, and the welded portion between the electrode surface of the secondary battery 101 and the conductive member 191 is damaged, thereby preventing poor contact. it can. That is, according to the present embodiment, a stable electrical connection state can be maintained even when vibration or impact is applied to the power storage module 40.
- one of the pair of holding frame members (second intermediate holding frame member 131B) that holds the secondary battery 101 constituting the intermediate element array 103M is disposed on the upper side of the secondary battery 101, and The other of the holding frame members (the first intermediate holding frame member 131 ⁇ / b> A) is disposed below the secondary battery 101. That is, the pressing member 180 is disposed above the secondary battery 101, and the protrusion 172 is disposed below the secondary battery 101. Thereby, in the normal use state, the weight of the secondary battery 101 is prevented from acting on the pressing member 180, and the durability of the pressing member 180 can be improved.
- the present invention can be applied to other secondary batteries such as a nickel metal hydride battery. Furthermore, the present invention can also be applied when an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor is used as a storage element.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .
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Abstract
蓄電モジュールは、複数の円柱状の蓄電素子が一列に配列されてなる素子配列体がN段以上(Nは、3以上の整数)設けられた蓄電モジュールであって、1段目とN段目との間における素子配列体を構成する蓄電素子を挟んで保持する一対の保持部材と、一対の保持部材のうちの一方に設けられ、蓄電素子の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部材とを備え、一対の保持部材のうちの他方には、蓄電素子の外周面に接触する第1接触部が設けられ、押圧部材は、一対の保持部材とは別体であり、保持部材よりも弾性率の低い材料からなる。
Description
本発明は、蓄電モジュールに関する。
電気自動車、ハイブリッド自動車等には、動力源として蓄電装置が搭載される。蓄電装置には、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を複数備える蓄電モジュールが収容されている(特許文献1参照)。
特許文献1には、円柱状の二次電池を複数個配列し、配列された電池配列体を対向して位置する2つの保持部材で二次電池を径方向に挟んで保持した電池ブロック(蓄電モジュール)が開示されている。この電池ブロックは、一方の保持部材が二次電池の外周面に接触する2つの突起部を備え、他方の保持部材が二次電池の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部を備えている。
ところで、複数の蓄電素子が、たとえば上段、中段、下段の3段に配列された場合、特許文献1に開示されている押圧部を、中段の蓄電素子の外周面を押圧するために設けることが難しい。
保持部材は、外部からの振動や衝撃等に耐えるために必要な剛性を有している。剛性の高い保持部材と押圧部とを同じ材料で一体成形する場合、特許文献1に記載されているように、両端支持梁状の押圧部を設けることが考えられるが、このような押圧部によって適切な弾性力を発生させるためには、所定の長さが必要である。このため、3段に配列された蓄電モジュールでは、中段の蓄電素子を押圧する押圧部を設けるためのスペースを確保できないおそれがある。押圧部が設けられない場合、蓄電モジュールに振動が加わった際に、蓄電素子相互間の位置ずれが生じるおそれがある。その結果、蓄電素子同士を接続する導電部材に荷重(負荷)が作用し、たとえば、蓄電素子と導電部材との接触不良が生じてしまうおそれがある。
本発明の一の態様によると、蓄電モジュールは、複数の円柱状の蓄電素子が一列に配列されてなる素子配列体がN段以上(Nは、3以上の整数)設けられた蓄電モジュールであって、1段目とN段目との間における素子配列体を構成する蓄電素子を挟んで保持する一対の保持部材と、一対の保持部材のうちの一方に設けられ、蓄電素子の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部材とを備え、一対の保持部材のうちの他方には、蓄電素子の外周面に接触する第1接触部が設けられ、押圧部材は、一対の保持部材とは別体であり、保持部材よりも弾性率の低い材料からなる。
本発明によれば、蓄電モジュールに振動が加わることに起因する蓄電素子相互間の位置ずれを抑制することができる。
図面を参照して、本発明による蓄電装置の一実施の形態を説明する。本実施の形態に係る蓄電装置は、電動車両(たとえば電気自動車)の電動機駆動システムにおける車載電源装置に適用されるものである。なお、電気自動車の概念には、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド電気自動車、および電動機を車両の唯一の駆動源とする純正電気自動車が含まれる。
図1は、本発明に係る蓄電装置の一実施の形態の外観斜視図であり、図2は、図1に図示された蓄電装置の分解斜視図である。なお、以下の説明において、前後方向、左右方向、上下方向を図1、図2に図示する方向として説明する。図1、図2に図示する各方向は、蓄電装置100を搭載した車両における前後方向、左右方向、上下方向とそれぞれ一致している。
蓄電装置100は、たとえば、リチウムイオンバッテリ装置であり、蓄電装置100の筐体である蓄電ケース2内に、蓄電素子としてリチウムイオン電池等の複数の二次電池101(図6参照)を備えた蓄電モジュールが複数収容されている。蓄電ケース2は、大きな直方体の前側に小さな直方体が連結された形状を有している。
蓄電ケース2は、図2に示すように、メインケース11、サイドカバー12、アンダーカバー13、および、トップカバー14により構成されている。メインケース11、サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14は、たとえば、それぞれ、金属製の薄板をプレス加工することによって形成される。メインケース11は、上部、下部および左部が開口された枠形状を呈する部材である。
サイドカバー12は、メインケース11の右部壁11aに対向して配置される部材であり、メインケース11の左部壁を構成し、メインケース11の左部の開口を閉じる。アンダーカバー13は、メインケース11の下部開口を閉じる部材であり、トップカバー14は、メインケース11の上部開口を閉じる部材である。サイドカバー12、アンダーカバー13、トップカバー14のそれぞれは、メインケース11にボルト等の締結部材により固定され、内部に電子部品を収容するための空間を形成する。
図3は、サイドカバー12、トップカバー14およびアンダーカバー13、LBC4等が取り外された状態の蓄電装置100の斜視図である。図4(a)はサイドカバー12が取り外された状態の蓄電装置100を左側から見た図であり、図4(b)は図4(a)に示す蓄電装置100内の各エリアを破線で模式的に示す図である。
図3および図4に示すように、蓄電ケース2内には、蓄電モジュール40A,40B,40Cが収容される蓄電モジュール収容エリア2A、および、ジャンクションボックス3が収容される制御ユニット収容エリア2B、ならびに、ハーネスや電圧検出線、温度センサ線等が集約される配線集約エリア2Cが形成されている。
蓄電モジュール収容エリア2Aには、複数個(本実施形態では3個)の蓄電モジュール40A,40B,40C(以下、総称して蓄電モジュール40とも記す)が配置される。各蓄電モジュール40A,40B,40Cは、ハーネスにより直列に接続されている。
各蓄電モジュール40A~40Cは、直方体のブロック形状を呈しており、その長手方向がメインケース11内で上下方向に延在し、互いに前後方向に隣接して並列に配置されて収容されている。各蓄電モジュール40A~40Cは、制御ユニット収容エリア2Bから離反する方向、すなわち後方に向かって蓄電モジュール40A、40B、40Cの順番に並べて配置されている。図1および図2に示すように、蓄電モジュール40は、サイドカバー12とともに通しボルト81によってメインケース11に固定される。なお、サイドカバー12には通しボルト81が挿通される貫通孔が設けられ、メインケース11の右部壁11aの右側面には通しボルト81と締結される裏ナット(不図示)が溶接されている。
図3および図4に示すように、メインケース11の後部上面には、SD(サービスディスコネクト)スイッチ53が配置されている。SDスイッチ53は、蓄電装置100の保守、点検の時の安全性を確保するために設けられた安全装置であり、スイッチとヒューズとを電気的に直列に接続した電気回路から構成され、サービスマンによって保守、点検時に操作される。本実施の形態では、SDスイッチ53は、蓄電モジュール40Bの負極端子および蓄電モジュール40Cの正極端子のそれぞれに接続され、蓄電モジュール40Bと蓄電モジュール40Cとの間を電気的に接続または遮断する。
制御ユニット収容エリア2Bに配置されるジャンクションボックス3は、充放電電流の測定や信号出力、車両起動時に、インバータ内コンデンサへの突入電流を抑制するプリチャージ機能を有する制御回路である。ジャンクションボックス3の正極側端子と蓄電モジュール40Aの正極端子、ならびに、ジャンクションボックス3の負極側端子と蓄電モジュール40Cの負極端子は、それぞれハーネスで接続されている。
制御ユニット収容エリア2Bの上方には、リチウムイオンバッテリコントローラ(LBC)4が配設されている(図3において不図示)。LBC4は、蓄電モジュール40および各二次電池(単電池)に関し、電圧・電流・温度・充放電などを測定、監視、制御するための制御回路であり、LBCカバー15で覆われている。各蓄電モジュール40には電圧検出基板や温度センサ等が設けられている。LBC4は、各蓄電モジュール40の電圧検出基板と電圧検出線により接続され、温度検出センサと温度センサ線により接続されている。
配線集約エリア2Cには、蓄電モジュール40Aの正極端子から引き出されたハーネスや各蓄電モジュール40A,40B,40Cの電圧検出基板から引き出された電圧検出線、各蓄電モジュール40A,40B,40Cの温度センサから引き出された温度センサ線等が集約されている。
蓄電モジュール収容エリア2Aと制御ユニット収容エリア2Bとの境界や、配線集約エリア2Cと制御ユニット収容エリア2Bとの境界には、仕切板20が配置されている。仕切板20の前方が制御ユニット収容エリア2Bとされ、仕切板20の後方が蓄電モジュール収容エリア2Aと配線集約エリア2Cとが連通してなるエリア(以下、密閉空間部2D)とされている。配線集約エリア2Cに集約されたハーネスや電圧検出線、温度センサ線等は、仕切板20を貫通して制御ユニット収容エリア2Bに導かれる。なお、ハーネスや電圧検出線、温度センサ線等のそれぞれと、仕切板20の貫通孔との隙間は封止されている。
密閉空間部2Dは、蓄電ケース2によって密閉された空間とされている。蓄電ケース2を構成する部材同士の隙間は、接着剤やパッキン等により封止されている。図1および図2に示すように、配線集約エリア2Cの左部の開口を覆うサイドカバー12には、円形状のガス排出口12gが設けられている。
図5は蓄電モジュール40A(40)の斜視図であり、図6は図5に図示された蓄電モジュール40A(40)の分解斜視図である。蓄電モジュール40A,40B,40Cは、二次電池101の個数や細部が異なるが、それぞれほぼ同様の構成とされているため、以下、代表して蓄電モジュール40Aについて説明する。なお、蓄電モジュール40Aと蓄電モジュール40Bは、14個の二次電池101を有する構成であり、蓄電モジュール40Cは12個の二次電池101を有する構成となっている。
図5に示すように、蓄電モジュール40Aには、長手(上下)方向両端部に、正極端子41および負極端子42が設けられている。蓄電モジュール40には、前側上部、前側下部、後側上部、後側下部の四隅のそれぞれに、左右方向に延在するボス43が設けられている。
蓄電モジュール40は、略直方体形状であり、複数の二次電池(単電池)101が保持ケース111により保持された構成とされ、本実施の形態では左右3段に二次電池101が配列されている。保持ケース111は、六面体形状を有している。
蓄電モジュール40Aの内部には、14個の二次電池101が配列されている。各二次電池101の正極および負極は、隣接する二次電池101の反対極性の負極および正極に導電部材191により接続され、14個すべてが直列に接続されている。直列に接続された複数の二次電池101のうち、最初の二次電池101と最後の二次電池101には、それぞれ外部引出し端子192が接続され、正極端子41と負極端子42に接続されている。
図6に示すように、二次電池101は、円柱状のリチウムイオン二次電池であり、電解液が注入された円筒形の電池容器の内部に電池素子および安全弁等の構成部品が収納されて構成されている。正極側のガス排出機構である安全弁は、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する開裂弁である。安全弁は、開裂によって電池蓋と電池素子の正極側との電気的な接続を遮断するヒューズ機構として機能するとともに、電池容器の内部に発生したガス、すなわち電解液を含むミスト状の炭酸系ガスを電池容器の外部に噴出させる減圧機構として機能する。
電池容器の負極側には、負極側のガス排出機構である開裂溝が設けられており、過充電などの異常によって電池容器の内部の圧力が所定の圧力になったときに開裂する。これにより、電池容器の内部に発生したガスを負極端子側からも噴出させることができる。なお、ガス排出機構が動作して、電池容器内からガスが放出されると、密閉空間部2D(図4(b)参照)内に放出されたガスは、上述したガス排出口12g(図1参照)からガス排出流路(不図示)を介して車外に排出される。二次電池101の公称出力電圧は3.0~4.2ボルト、平均公称出力電圧は3.6ボルトである。
複数の二次電池101は、その中心軸がそれぞれ互いに平行となるように、かつ、保持ケース111の前後に延在するように保持ケース111内に配置されている。蓄電モジュール40Aは、保持ケース111内に素子配列体103がN段(本実施の形態では、N=3)に積層配置されている。各素子配列体は、複数の二次電池101が上下方向に一列に配列されて構成される。本実施の形態では、複数個×N段(本実施の形態では5個、4個、5個の3段)に配列されている。
右側から数えて1段目の素子配列体である右端部側の素子配列体(以下、右端部素子配列体103Rと記す)は5個の二次電池101が上下方向に一列に配列されてなる。右側から数えて3段目の素子配列体である左端部側の素子配列体(以下、左端部素子配列体103Lと記す)は5個の二次電池101が上下方向に一列に配列されてなる。右側から数えて2段目の素子配列体であり、左端部素子配列体103Lと右端部素子配列体103Rとの間における素子配列体(以下、中間素子配列体103Mと記す)は4個の二次電池101が上下方向に一列に配列されてなる。
本実施の形態では、複数の二次電池101が千鳥状に配置されている。左端部素子配列体103Lと右端部素子配列体103Rは、同じ配列で保持されている。これに対して、中間素子配列体103Mは、左端部素子配列体103Lおよび右端部素子配列体103Rに対して保持ケース111の長手(上下)方向、すなわち列方向に二次電池101の半個分だけずれた状態で保持される。
換言すれば、左端部素子配列体103Lの配列ピッチと、右端部素子配列体103Rの配列ピッチと、中間素子配列体103Mの配列ピッチは同じに設定され、隣り合う素子配列体103同士で半ピッチずれて配列されている。このように、列方向(上下方向)に直交する段方向(左右方向)で隣り合う素子配列体103同士を列方向に偏位させた状態で保持することにより、隣り合った段の素子配列体103を互いに接近させることができ、段方向(左右方向)の寸法を短くすることができる。したがって、蓄電モジュール40Aの左右方向の長さ、すなわち蓄電モジュール40Aの高さ寸法を小さくすることができる。
保持ケース111は、左右方向に分割された4つの保持枠部材、すなわち右端部保持枠部材121、第1中間保持枠部材131A、第2中間保持枠部材131Bおよび左端部保持枠部材141からなる。
右端部素子配列体103Rを構成する各二次電池101は、この二次電池101の段方向外側に配置される右端部保持枠部材121と、右端部保持枠部材121に対向して配置される第1中間保持枠部材131Aとにより挟んで保持される。左端部素子配列体103Lを構成する各二次電池101は、この二次電池101の段方向外側に配置される左端部保持枠部材141と、左端部保持枠部材141に対向して配置される第2中間保持枠部材131Bとにより挟んで保持される。中間素子配列体103Mを構成する各二次電池101は、第1中間保持枠部材131Aと第2中間保持枠部材131Bとにより挟んで保持される。なお、各二次電池101の保持構造の詳細については、後述する。
保持ケース111の左側面を構成する左端部保持枠部材141の左側面部142には上下方向に長い矩形形状の冷媒導入口116が形成され、保持ケース111の右側面を構成する右端部保持枠部材121の右側面部122には上下方向に長い矩形形状の冷媒導出口118が形成されている。
保持ケース111内に配列された各二次電池101は、列方向に隣り合う二次電池101間および段方向に隣り合う二次電池101間に隙間が設けられた状態で保持されている。これにより、冷媒導入口116から導入された空気等の冷媒は、各二次電池101に接触して冷却しながら二次電池101間の隙間を通って、冷媒導出口118から導出する冷却構造が構成されている。
保持ケース111の4つの保持枠部材121,131A,131B,141のそれぞれの四隅には、左右方向に延在するボス43が設けられ、ボス43には左右方向に貫通する貫通孔が設けられている。ボス43の貫通孔には、金属製の円筒状のカラーが設けられている。ボス43の貫通孔には、通しボルト81(図2参照)が貫通される。
図2に示すように、通しボルト81は、サイドカバー12の貫通孔から挿通され、保持ケース111のボス43の貫通孔を貫通して、メインケース11の右部壁11aの裏ナット(不図示)に締結される。これにより、蓄電モジュール40Aは、メインケース11の右部壁11aとサイドカバー12との間に挟まれて、サイドカバー12とともにメインケース11に固定される。このとき、蓄電モジュール40Aは、通しボルト81によって蓄電モジュール収容エリア2Aにおいて宙吊り状態で固定され、通しボルト81によって、メインケース11と蓄電モジュール40とサイドカバー12とが、通しボルト81の軸線方向、すなわち左右方向に圧縮力を受けて互いに固定される。
各二次電池101を保持する各保持枠部材について詳細に説明する。図6に示すように、右端部保持枠部材121は、一定の幅で上下方向に延在する平板状の右側面部122と、右側面部122の短手方向(前後方向)両側端から左方に起立して互いに対峙する一対の右壁部123を有する。一対の右壁部123は、右壁部123の長手方向両端で連結部126によって連結されている。
一対の右壁部123には、右端部素子配列体103Rを構成する各二次電池101の右側部分をそれぞれ保持する第1右保持部124と、第1右保持部124に保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第1右開口窓部125が設けられている。
第1中間保持枠部材131Aは、上下方向に延在して互いに対向する一対の第1壁部132Aを有する。一対の第1壁部132Aは、第1壁部132Aの長手方向両端で連結部133Aによって連結されている。第1中間保持枠部材131Aは、右端部保持枠部材121に重ねて結合され、右端部保持枠部材121の各右壁部123の左部に各第1壁部132Aが連続して接続される。
一対の第1壁部132Aには、右端部素子配列体103Rを構成する各二次電池101の左側部分をそれぞれ保持する第1左保持部134Aと、中間素子配列体103Mを構成する各二次電池101の右側部分をそれぞれ保持する第2右保持部136Aとが設けられている。一対の第1壁部132Aには、第1左保持部134Aに保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第1左開口窓部135Aと、第2右保持部136Aに保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第2右開口窓部137Aが設けられている。
各第1左保持部134Aと各第2右保持部136Aは、右端部素子配列体103Rと中間素子配列体103Mを互いに列方向に偏位させた状態で保持するために、互いに第1中間保持枠部材131Aの長手方向に二次電池101の半個分だけずれた位置に配置されている。つまり、互いに隣り合う第1左保持部134Aの間に、第2右保持部136Aの中心が位置している。第1壁部132Aの高さは、二次電池101の直径よりも短く形成されている。
第2中間保持枠部材131Bは、上下方向に延在して互いに対向する一対の第2壁部132Bを有する。一対の第2壁部132Bは、第2壁部132Bの長手方向両端で連結部133Bによって連結されている。第2中間保持枠部材131Bは、第1中間保持枠部材131Aに重ねて結合され、第1中間保持枠部材131Aの各第1壁部132Aの左部に各第2壁部132Bが連続して接続される。
一対の第2壁部132Bには、中間素子配列体103Mを構成する各二次電池101の左側部分をそれぞれ保持する第2左保持部134Bと、左端部素子配列体103Lを構成する各二次電池101の右側部分をそれぞれ保持する第3右保持部136Bとが設けられている。一対の第2壁部132Bには、第2左保持部134Bに保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第2左開口窓部135Bと、第3右保持部136Bに保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第3右開口窓部137Bが設けられている。
各第2左保持部134Bと各第3右保持部136Bは、中間素子配列体103Mと左端部素子配列体103Lを互いに列方向に偏位させた状態で保持するために、互いに第2中間保持枠部材131Bの長手方向に二次電池101の半個分だけずれた位置に配置されている。つまり、互いに隣り合う第3右保持部136Bの間に、第2左保持部134Bの中心が位置している。第2壁部132Bの高さは、二次電池101の直径よりも短く形成されている。
左端部保持枠部材141は、一定の幅で上下方向に延在する平板状の左側面部142と、左側面部142の短手方向(前後方向)両側端から右方に起立して互いに対峙する一対の左壁部143を有する。一対の左壁部143は、左壁部143の長手方向両端で連結部146によって連結されている。左端部保持枠部材141は、第2中間保持枠部材131Bに重ねて結合され、第2中間保持枠部材131Bの各第2壁部132Bの左部に各左壁部143が連続して接続される。
一対の左壁部143には、左端部素子配列体103Lを構成する各二次電池101の左側部分をそれぞれ保持する第3左保持部144と、第3左保持部144に保持された各二次電池101の中心軸方向両側の端面をそれぞれ露出させる第3左開口窓部145が設けられている。
各保持枠部材(121,131A,131B,141)は、固定ネジにより一体化され、保持ケース111として組み立てられる。これにより、各二次電池101は、その外周面を対向して配置される2つの保持枠部材で径方向に挟んで固定される。二次電池101を保持する保持ケース111は、外部からの振動や衝撃に耐えられるように、ある程度の強度が要求される。本実施の形態では、保持ケース111の材料は、ガラス繊維が添加(たとえば30%程度)されて強化されたポリブチレンテレフタレート(PBT)を採用した。
右端部保持枠部材121の右側面部122は、保持ケース111の右側面を構成し、左端部保持枠部材141の左側面部142は、保持ケース111の左側面を構成する。右端部保持枠部材121の一対の右壁部123、第1中間保持枠部材131Aの一対の第1壁部132A、第2中間保持枠部材131Bの一対の第2壁部132B、および、左端部保持枠部材141の一対の左壁部143は、それぞれ保持ケース111の前側面および後側面の一部を構成する。
右端部素子配列体103Rを構成する各二次電池101は、右端部保持枠部材121の各第1右保持部124と第1中間保持枠部材131Aの各第1左保持部134Aとの協働により、二次電池101の中心軸方向と径方向への移動が規制された状態で保持される。右端部保持枠部材121の第1右開口窓部125と、第1中間保持枠部材131Aの第1左開口窓部135Aとによって円形の開口が形成され、この開口から二次電池101の正極あるいは負極の電極面が露出される。
中間素子配列体103Mを構成する各二次電池101は、第1中間保持枠部材131Aの各第2右保持部136Aと第2中間保持枠部材131Bの各第2左保持部134Bとの協働により、二次電池101の中心軸方向と径方向への移動が規制された状態で保持される。第1中間保持枠部材131Aの第2右開口窓部137Aと、第2中間保持枠部材131Bの第2左開口窓部135Bとによって円形の開口が形成され、この開口から二次電池101の正極あるいは負極の電極面が露出される。
左端部素子配列体103Lを構成する各二次電池101は、第2中間保持枠部材131Bの各第3右保持部136Bと左端部保持枠部材141の各第3左保持部144との協働により、二次電池101の中心軸方向と径方向への移動が規制された状態で保持される。第2中間保持枠部材131Bの第3右開口窓部137Bと、左端部保持枠部材141の第3左開口窓部145とによって円形の開口が形成され、この開口から二次電池101の正極あるいは負極の電極面が露出される。
右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101の保持構造を構成する第1右保持部124と第1左保持部134Aについて詳細に説明する。図7は、二次電池101の保持構造を示す図である。図8は、図7の部分拡大図であり、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101の保持構造を示す図である。
図7および図8に示すように、右端部保持枠部材121の第1右保持部124には、二次電池101の端部の外周面に沿うように、二次電池101の外周面の半径よりも僅かに大きい半径の半円弧状の凹陥面160が形成され、この凹陥面160に沿って略M字状の弾性変形可能な押圧部150が右側面部122に一体に成形されている。つまり、右側面部122と押圧部150とは同じ材料(本実施の形態では、ガラス繊維入りPBT)からなる。
押圧部150は、凹陥面160に沿って湾曲した帯状部151と、右側面部122から左方に向かって立設された一対の支持部152とを有し、一対の支持部152で帯状部151が支持された両端支持梁状の弾性変形可能な構造体である。押圧部150は、帯状部151の中央部に右方に向かう力が作用すると、弾性変形して右方に撓み、左方に向かう反力を発生する。
第1中間保持枠部材131Aの第1左保持部134Aには、二次電池101の端部の外周面に沿うように、二次電池101の外周面の半径よりも僅かに大きい半径の半円弧状の凹陥面161が形成され、この凹陥面161には2つの突起部162が形成されている。
ここで、図8に示すように、上下方向(素子配列体における列方向)に直交する仮想平面であって、二次電池101の中心軸CAを含む仮想平面を二次電池の中心面Sとする。押圧部150は二次電池の中心面S上に形成され、2つの突起部162は中心面Sに対して面対称に形成されている。つまり、中心面Sで2分される上側の領域および下側の領域のそれぞれに1つずつ突起部162が配置されている。右端部保持枠部材121の凹陥面160と第1中間保持枠部材131Aの凹陥面161とが合わさると、円形状の凹陥面が形成され、この円形状の凹陥面で二次電池101の軸方向端部を径方向外側から囲む。
図8に示すように、2つの突起部162のうちの一方と二次電池101の外周面との接触点をA、2つの突起部162のうちの他方と二次電池101の外周面との接触点をB、押圧部150と二次電池101の外周面との接触点をCとする。接触点Cは、二次電池の中心面S上に設定され、接触点Aおよび接触点Bは、中心面Sに対して面対称の位置に設定される。換言すれば、接触点Aと接触点Bと接触点Cとを結ぶ三角形が、接触点Cを頂点とする二等辺三角形となるように各接触点の位置が設定されている。なお、接触点A,B,Cの3点が正三角形の頂点上に位置するように各接触点の位置を設定してもよい。
二次電池101が円形状の凹陥面(160,161)に配置されると、押圧部150が撓んで(弾性変形され)、押圧部150が二次電池101の外周面を径方向内側に向かって押圧する。
この構成により、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101は、右端部保持枠部材121の押圧部150によって左方(径方向内方)に押圧された状態で第1中間保持枠部材131Aの2つの突起部162に接触している。これにより、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101は、3点(A点、B点およびC点)で3方向からバランスよく保持され、押圧部150と突起部162とによって、その位置が拘束され、径方向の移動が規制されている。なお、第1右保持部124および第1左保持部134Aのそれぞれには、各二次電池101の中心軸方向の端面に対向する対向面が設けられ、この対向面によって二次電池101の中心軸方向の移動が規制される。
左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101の保持構造は、上述の右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101の保持構造と同様である。図7に示すように、左端部保持枠部材141の第3左保持部144は、右端部保持枠部材121の第1右保持部124と同様の構造であり、凹陥面160と押圧部150を備えている。第2中間保持枠部材131Bの第3右保持部136Bは、第1中間保持枠部材131Aの第1左保持部134Aと同様の構造であり、2つの突起部162が形成された凹陥面161を備えている。
図7に示すように、左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101は、左端部保持枠部材141の押圧部150によって右方(径方向内方)に押圧された状態で第2中間保持枠部材131Bの2つの突起部162に接触している。これにより、左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101は、3点で3方向からバランスよく保持され、押圧部150と突起部162とによって、その位置が拘束され、径方向の移動が規制されている。なお、第3右保持部136Bおよび第3左保持部144のそれぞれには、各二次電池101の中心軸方向の端面に対向する対向面が設けられ、この対向面によって二次電池101の中心軸方向の移動が規制される。
中間素子配列体103Mを構成する二次電池101の保持構造を構成する第2右保持部136Aと第2左保持部134Bについて詳細に説明する。図7に示すように、中間素子配列体103Mを構成する各二次電池101は、隣り合う右端部素子配列体103Rや左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101に近接しているため、中間素子配列体103Mを保持するために、上述した押圧部150を配置するスペースがない。
そこで、本実施の形態では、上述した押圧部150に代えて、小さなスペースでも十分に弾性変形させることができ、弾性変形量に応じた適度な反力(接触する二次電池101を押す力)を発生することのできる押圧部材180を設け、押圧部材180と2つの突起部172の3点で二次電池101を保持させるようにした。押圧部材180は、保持ケース111とは別体であり、その材料は、押圧部150の材料であるガラス繊維入りPBTに比べて弾性率が低い熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーを採用した。
図9は図7の部分拡大図であり、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101の保持構造を示す図である。なお、図9では、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101が配置されていない状態を示し、二次電池101が配置されたときの二次電池101の外形(破線参照)と中心軸CAを図示している。図10は押圧部材180の斜視図である。各押圧部材180は、後述するように、第2中間保持枠部材131Bの各第2左保持部134Bに設けられており、それぞれ同様の構成である。このため、以下、代表して第2中間保持枠部材131Bの一対の第2壁部132Bのうちの後側の第2壁部132Bの第2左保持部134B(図6の太線で示す矩形部Gを参照)に設けられる押圧部材180について説明する。
図9および図10に示すように、押圧部材180の右端部には、二次電池101の中心軸CAに沿う直線状の溝183が一対設けられている(図13参照)。一対の溝183の間には二次電池101に当接される主要突出部181が溝183の底部から右方に向かって突設され、一対の溝183の外方には一対の補助突出部182が溝183の底部から右方に向かって突設されている。換言すれば、主要突出部181と補助突出部182との間に溝183が形成され、一対の補助突出部182が主要突出部181を挟むようにして設けられている。主要突出部181および補助突出部182は、それぞれ所定幅で中心軸CAに沿うように延在している。
図10に示すように、主要突出部181の端面は、二次電池101の外周面に当接し、外周面を押圧する当接面(押圧面)181aとされ、補助突出部182の端面は、二次電池101の外周面に当接し、外周面を押圧する当接面(押圧面)182aとされている。当接面181aおよび当接面182aは、それぞれ二次電池101の外周面に沿う湾曲面であり、右側から見たときに矩形状を呈している(図13参照)。主要突出部181は、補助突出部182に比べて大きな反力を発生させることができるように、溝183の底面からの突出量が、補助突出部182に比べて大きく設定されている。
図9および図10に示すように、押圧部材180は、主要突出部181および補助突出部182が設けられる右端部から左方に向かって上下方向の長さが小さくなるように形成されている。図9に示すように、押圧部材180の上下の側面186は、隣接する左端部素子配列体103Lの外周面に沿う湾曲面とされている。
図10に示すように、押圧部材180の前後側面は、平坦な面とされている。押圧部材180の後側面には、後方に突出し、後述する収容凹部190の掛止孔195に装着される掛止突起185が設けられている。掛止突起185の右端面は、後述する掛止孔195に接触する平坦な掛止面185aとされている。掛止突起185には、右端部から左方に向かって徐々に突出高さが小さくなるようにテーパ面185bが形成されている。
図11および図12は、第2中間保持枠部材131Bの部分拡大斜視図であり、第2中間保持枠部材131Bの一対の第2壁部132Bのうちの後側の第2壁部132Bの第2左保持部134B(図6の太線で示す矩形部Gを参照)を示している。図11は押圧部材180が収容凹部190に収容されていない状態を示し、図12は押圧部材180が収容凹部190に収容されている状態を示している。図13は、収容凹部190に収容された押圧部材180を示す図であり、図12の第2左保持部134Bを右側から見た図である。
図11に示すように、第2中間保持枠部材131Bの第2左保持部134Bには、二次電池101の端部の外周面に沿うように、二次電池101の外周面の半径よりも僅かに大きい半径の半円弧状の凹陥面170が形成され、半円弧状の凹陥面170の底部には、凹陥面170から左方に向かって窪んだ収容凹部190が形成されている。
図9および図11に示すように、収容凹部190は、上述した押圧部材180の外形に対応して形成されており、凹陥面170から左方に向かうにしたがって、上下方向寸法が狭まるように形成されている。収容凹部190の深さ寸法(左右方向の寸法)は、押圧部材180の左端面から押圧部材180の主要突出部181の当接面181aまでの寸法よりも小さく形成されている。収容凹部190の幅寸法(前後方向の寸法)は、押圧部材180の前側面と後側面との間の寸法よりも僅かに大きく形成されている。
図9および図12に示すように、収容凹部190に押圧部材180が収容されると、主要突出部181および一対の補助突出部182は、それぞれ凹陥面170から二次電池側に向かって突出する。上述したように、主要突出部181の突出量は、補助突出部182の突出量よりも大きいため、中心軸CAから主要突出部181の当接面181aまでの最短距離は、中心軸CAから補助突出部182の当接面182aまでの最短距離よりも短い。
図11に示すように、収容凹部190の後側面には、後側面から後方に向かって窪むように掛止孔195が形成されている。図14は、図13のXIV-XIV線切断断面模式図である。押圧部材180は、収容凹部190の右側の開口から左方に向かって押し込むことで収容凹部190に装着される。なお、押圧部材180は、収容凹部190の材料(PBT)に比べて柔らかく弾性率の低い材料(軟質の樹脂材である熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー)で形成されている。このため、収容凹部190に押圧部材180が押し込まれると、収容凹部190の開口部で押圧部材180の掛止突起185は前後方向に圧縮変形される。さらに、押圧部材180が押し込まれると、収容凹部190の掛止孔195で圧縮変形した掛止突起185が元の状態に戻り、掛止孔195に掛止突起185が挿入される。上述したように、掛止突起185には、テーパ面185bが形成されているため、テーパ面を形成しない場合に比べて、収容凹部190に対する押圧部材180の挿入性が向上されている。
掛止孔195に押圧部材180の掛止突起185が挿入されると、掛止突起185の掛止面185aと掛止孔195の右側面とが対向して配置される。これにより、掛止孔195の右側面に掛止面185aが接触することで、押圧部材180の右方への移動が規制される。つまり、掛止孔195に掛止突起185が挿入されることで、押圧部材180が収容凹部190から脱落することが防止され、収容凹部190に押圧部材180が収容された状態が維持される。
図9に示すように、第1中間保持枠部材131Aの第2右保持部136Aには、二次電池101の端部の外周面に沿うように、二次電池101の外周面の半径よりも僅かに大きい半径の半円弧状の凹陥面171が形成され、この凹陥面171には2つの突起部172が形成されている。
押圧部材180は二次電池の中心面S上に形成され、2つの突起部172は中心面Sに対して面対称に形成されている。つまり、中心面Sで2分される上側の領域および下側の領域のそれぞれに1つずつ突起部172が配置されている。第1中間保持枠部材131Aの凹陥面171と第2中間保持枠部材131Bの凹陥面170とが合わさると、円形状の凹陥面が形成され、この円形状の凹陥面で二次電池101の軸方向端部を径方向外側から囲む。
図9に示すように、2つの突起部172のうちの一方と二次電池101の外周面との接触点をD、2つの突起部172のうちの他方と二次電池101の外周面との接触点をE、押圧部材180の主要突出部181と二次電池101の外周面との接触点をFとする。接触点Fは、二次電池の中心面S上に設定され、接触点Dおよび接触点Eは、中心面Sに対して面対称の位置に設定される。換言すれば、接触点Dと接触点Eと接触点Fとを結ぶ三角形が、接触点Fを頂点とする二等辺三角形となるように各接触点の位置が設定されている。なお、接触点D,E,Fの3点が正三角形の頂点上に位置するように各接触点の位置を設定してもよい。
二次電池101が円形状の凹陥面(170,171)に配置されると、押圧部材180が左右方向に圧縮(弾性変形)され、押圧部材180が二次電池101の外周面を径方向内側に向かって(すなわち右方に向かって)押圧する。
この構成により、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101は、第2中間保持枠部材131Bの押圧部材180によって右方(径方向内方)に押圧された状態で第1中間保持枠部材131Aの2つの突起部172に接触している。これにより、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101は、3点(D点、E点およびF点)で3方向からバランスよく保持され、押圧部材180と突起部172とによって、その位置が拘束され、径方向の移動が規制されている。なお、第2右保持部136Aおよび第2左保持部134Bのそれぞれには、各二次電池101の中心軸方向の端面に対向する対向面が設けられ、この対向面によって二次電池101の中心軸方向の移動が規制される。
なお、押圧部材180には、中心面Sに対して面対称となるように、一対の補助突出部182が設けられている。二次電池101を保持しているときの補助突出部182の弾性変形量(圧縮量)は、主要突出部181の弾性変形量(圧縮量)よりも小さい。このため、補助突出部182で発生する反力は、主要突出部181で発生する反力に比べて小さい。本実施の形態では、一対の補助突出部182で発生する反力を、主要突出部181の両側で補助的に作用させる構成とされているので、補助突出部を設けない場合に比べて、より安定して二次電池101の位置を拘束できる。
本実施の形態では、押圧部材180により二次電池101を拘束するために必要な所定の反力を発生することができ、かつ、圧縮率が10%以下となるように、押圧部材180の左右方向寸法が調整されている。なお、圧縮率は、押圧部材180の圧縮前における中心面S上の左右方向寸法をt0、押圧部材180の圧縮後における中心面S上の左右方向寸法をt1とすると、(t0-t1)×100/t0(%)で表される。圧縮率を低く抑えることで、永久歪の発生を抑制できる。
二次電池101の電池容器に局所的に大きな荷重が作用すると、電池容器の内部での短絡が生じるおそれがある。本実施の形態では、押圧部材180の接触部を3箇所に分割し、押圧部材180によって発生する反力を3箇所に分散させているので、二次電池101に局所的に作用する荷重(負荷)を低減できる。
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)蓄電モジュール40には、複数の円柱状の二次電池101が一列に配列されてなる素子配列体103が3段設けられている。蓄電モジュール40は、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101を挟んで保持する一対の保持枠部材(第1中間保持枠部材131Aおよび第2中間保持枠部材131B)を備えている。また、蓄電モジュール40は、一対の保持枠部材のうちの一方(第2中間保持枠部材131B)に設けられ、二次電池101の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部材180を備えている。
(1)蓄電モジュール40には、複数の円柱状の二次電池101が一列に配列されてなる素子配列体103が3段設けられている。蓄電モジュール40は、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101を挟んで保持する一対の保持枠部材(第1中間保持枠部材131Aおよび第2中間保持枠部材131B)を備えている。また、蓄電モジュール40は、一対の保持枠部材のうちの一方(第2中間保持枠部材131B)に設けられ、二次電池101の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部材180を備えている。
一対の保持枠部材のうちの他方(第1中間保持枠部材131A)には、二次電池101の外周面に接触する突起部172が設けられている。押圧部材180は、一対の保持枠部材とは別体であり、保持枠部材の材料(ガラス繊維入りPBT)よりも弾性率の低い材料(熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマー)からなる。
これにより、素子配列体103が3段設けられた場合であっても、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101に対して適切な押圧力を付与した状態で、二次電池101の位置を拘束できる。その結果、蓄電モジュール40に振動が加わることに起因して、中間素子配列体103Mを構成する二次電池相互間の位置ずれを抑制することができる。
さらに、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101を押圧するために両端支持梁状の押圧部150を設けなくてよいので、隣り合う二次電池101同士の隙間が小さくなるように、各二次電池101を密集させて配置させることができ、蓄電モジュール40の小型化を図ることができる。
(2)上述したように、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101は、段方向外側に配置される右端部保持枠部材121と、右端部保持枠部材121に対向して配置される第1中間保持枠部材131Aとによって挟んで保持される。右端部保持枠部材121には、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部150が設けられている。第1中間保持枠部材131Aには、右端部素子配列体103Rを構成する二次電池101の外周面に接触する突起部162が設けられている。押圧部150は、右端部保持枠部材121と同じ材料(ガラス繊維入りPBT)からなり、右端部保持枠部材121と一体に成形されている。
同様に、左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101は、段方向外側に配置される左端部保持枠部材141と、左端部保持枠部材141に対向して配置される第2中間保持枠部材131Bとによって挟んで保持される。左端部保持枠部材141には、左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部150が設けられている。第2中間保持枠部材131Bには、左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101の外周面に接触する突起部162が設けられている。押圧部150は、左端部保持枠部材141と同じ材料(ガラス繊維入りPBT)からなり、左端部保持枠部材141と一体に成形されている。
このように右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101に対して適切な押圧力を付与した状態で、二次電池101の位置を拘束できる。その結果、蓄電モジュール40に振動が加わることに起因して、右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池相互間の位置ずれを抑制することができる。また、上述したように、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101が適正な位置において拘束されているので、蓄電モジュール40に振動が加わることに起因する各素子配列体103間の位置ずれを抑制することができる。
右端部保持枠部材121および左端部保持枠部材141のそれぞれに各押圧部150が一体に成形されている。これにより、たとえば右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101を、押圧部150に代えて、右端部保持枠部材121および左端部保持枠部材141とは別部材である押圧部材180により押圧する構成の蓄電モジュールに比べて、部品点数を低減できるとともに、低コスト化を図ることができる。
(3)第2中間保持枠部材131Bは、二次電池101の中心軸方向両端部のそれぞれの外周面に沿うように形成された前後一対の円弧状の凹陥面170を有している。凹陥面170から窪んだ収容凹部190には、押圧部材180が収容されている。押圧部材180は、収容凹部190から二次電池101側に突出した主要突出部181の端面(当接面181a)および補助突出部182の端面(当接面182a)が、それぞれ二次電池101の外周面を押圧する押圧面とされている。二次電池101の外周面を押圧する3つの押圧面(当接面181a,182a)を有しているため、二次電池101に局所的に作用する荷重(負荷)を低減できる。つまり、局所的に大きな荷重が電池容器に作用することに起因して、内部短絡が生じることを防止できる。
(4)収容凹部190には、掛止孔195が設けられ、押圧部材180の掛止突起185と係合可能とされている。これにより、押圧部材180が収容凹部190から脱落することが防止され、蓄電モジュール40を配置する向きを自由に設定できる。
(5)凹陥面171には、二次電池101の外周面に接触する2つの突起部172が設けられている。突起部172は、二次電池の中心軸CAを含む仮想平面であって、押圧部材180と二次電池101との接触点Fを通る仮想平面(中心面S)で2分される領域のそれぞれに、一つずつ配置されている。これにより、中心面Sで2分される領域の一方に全ての突起部172を配置する場合に比べて、バランスよく二次電池101を保持できる。
同様に、凹陥面161には、二次電池101の外周面に接触する2つの突起部162が設けられている。突起部162は、中心面Sで2分される領域のそれぞれに、一つずつ配置されている。これにより、中心面Sで2分される領域の一方に全ての突起部162を配置する場合に比べて、バランスよく二次電池101を保持できる。
(6)弾性変形可能な押圧部150や押圧部材180によって、押圧力を二次電池101に付与した状態で二次電池101を保持するようにした。これにより、配列された二次電池101の外周の直径が僅かに異なるなど、二次電池101ごとに製作公差に起因するバラつきがある場合であっても、押圧部150や押圧部材180が変形して外周面の直径の公差を吸収することができる。
このように、本実施の形態によれば、各二次電池101にバラつきがあったとしても、二次電池101の振動を抑えて安定して保持することができる。その結果、たとえば、二次電池同士を接続する導電部材191に荷重が作用し、二次電池101の電極面と導電部材191との溶接部が損傷するなどして、接触不良が生じることを防止できる。つまり、本実施の形態によれば、蓄電モジュール40に振動や衝撃が作用した場合であっても、安定した電気的な接続状態を保つことができる。
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
上述した実施の形態では、押圧部材180に一対の補助突出部182を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。一対の補助突出部182は、省略してもよいし、二対の補助突出部182を設けてもよい。主要突出部181を1つだけ設ける場合に限定されることもなく、同程度の突出量の主要突出部181を複数設けてもよい。
(変形例1)
上述した実施の形態では、押圧部材180に一対の補助突出部182を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。一対の補助突出部182は、省略してもよいし、二対の補助突出部182を設けてもよい。主要突出部181を1つだけ設ける場合に限定されることもなく、同程度の突出量の主要突出部181を複数設けてもよい。
(変形例2)
上述した実施の形態では、収容凹部190に掛止孔195を設け、押圧部材180の掛止突起185と係合するようにした例について説明したが、押圧部材180の脱落を防止する構成は、このような構成に限定されるものではない。たとえば、押圧部材180に掛止凹部を設けるとともに収容凹部190に掛止凸部を設けて、両者を嵌合させて、押圧部材180の収容凹部190からの脱落を防止してもよい。
上述した実施の形態では、収容凹部190に掛止孔195を設け、押圧部材180の掛止突起185と係合するようにした例について説明したが、押圧部材180の脱落を防止する構成は、このような構成に限定されるものではない。たとえば、押圧部材180に掛止凹部を設けるとともに収容凹部190に掛止凸部を設けて、両者を嵌合させて、押圧部材180の収容凹部190からの脱落を防止してもよい。
(変形例3)
上述した実施の形態では、押圧部材180の材料に、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーを採用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、その他の軟質樹脂材を採用してもよい。
上述した実施の形態では、押圧部材180の材料に、熱可塑性ポリエーテルエステルエラストマーを採用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、その他の軟質樹脂材を採用してもよい。
(変形例4)
上述した実施の形態では、素子配列体103が3段設けられた蓄電モジュール40に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、素子配列体103をN段以上(Nは、3以上の整数)設けた蓄電モジュール40に適用できる。つまり、4段以上の素子配列体を有する蓄電モジュールにも本発明を適用できる。1段目とN段目(Nは、3以上の整数)との間における1つ以上の中間素子配列体のうちの少なくとも1つの中間素子配列体を構成する二次電池101を挟んで保持する一対の保持枠部材のうちの一方に押圧部材180を設け、一対の保持枠部材のうちの他方に接触部としての突起部172を設けることで、中間素子配列体を構成する二次電池101を安定して保持することができる。
上述した実施の形態では、素子配列体103が3段設けられた蓄電モジュール40に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、素子配列体103をN段以上(Nは、3以上の整数)設けた蓄電モジュール40に適用できる。つまり、4段以上の素子配列体を有する蓄電モジュールにも本発明を適用できる。1段目とN段目(Nは、3以上の整数)との間における1つ以上の中間素子配列体のうちの少なくとも1つの中間素子配列体を構成する二次電池101を挟んで保持する一対の保持枠部材のうちの一方に押圧部材180を設け、一対の保持枠部材のうちの他方に接触部としての突起部172を設けることで、中間素子配列体を構成する二次電池101を安定して保持することができる。
(変形例5)
上述した実施の形態では、1段目の素子配列体103が右端部に配置され、3段目の素子配列体103が左端部に配置されている例について説明したが、蓄電モジュール40を配置する向きは、これに限定されない。たとえば、1段目の素子配列体103が下端部に位置し、3段目の素子配列体103が上端部に位置するように蓄電モジュール40を配置してもよい。
上述した実施の形態では、1段目の素子配列体103が右端部に配置され、3段目の素子配列体103が左端部に配置されている例について説明したが、蓄電モジュール40を配置する向きは、これに限定されない。たとえば、1段目の素子配列体103が下端部に位置し、3段目の素子配列体103が上端部に位置するように蓄電モジュール40を配置してもよい。
この場合、中間素子配列体103Mを構成する二次電池101を保持する一対の保持枠部材のうちの一方(第2中間保持枠部材131B)は、二次電池101の上側に配置され、一対の保持枠部材のうちの他方(第1中間保持枠部材131A)は、二次電池101の下側に配置されることになる。つまり、押圧部材180が二次電池101の上方に配置され、突起部172が二次電池101の下方に配置される。これにより、通常使用状態において、二次電池101の自重が押圧部材180に作用することが防止され、押圧部材180の耐久性を向上できる。
(変形例6)
上述した実施の形態では、凹陥面161に2つの突起部162を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。凹陥面161に1つの突起部162を設けるようにしてもよい。この場合、中心面S上に突起部162を配置することが好ましい。同様に、上述した実施の形態では、凹陥面171に2つの突起部172を設ける例について説明したが、凹陥面171に1つの突起部172を設けるようにしてもよい。この場合、中心面S上に突起部172を配置することが好ましい。また、凹陥面161に3つ以上の突起部162を設けてもよいし、凹陥面171に3つ以上の突起部172を設けてもよい。
上述した実施の形態では、凹陥面161に2つの突起部162を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。凹陥面161に1つの突起部162を設けるようにしてもよい。この場合、中心面S上に突起部162を配置することが好ましい。同様に、上述した実施の形態では、凹陥面171に2つの突起部172を設ける例について説明したが、凹陥面171に1つの突起部172を設けるようにしてもよい。この場合、中心面S上に突起部172を配置することが好ましい。また、凹陥面161に3つ以上の突起部162を設けてもよいし、凹陥面171に3つ以上の突起部172を設けてもよい。
(変形例7)
上述した実施の形態では、右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101を、押圧部150と突起部162とにより保持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101を、中間素子配列体103Mと同様に、押圧部材180と突起部172とで保持する構成としてもよい。
上述した実施の形態では、右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101を、押圧部150と突起部162とにより保持する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。右端部素子配列体103Rおよび左端部素子配列体103Lを構成する二次電池101を、中間素子配列体103Mと同様に、押圧部材180と突起部172とで保持する構成としてもよい。
(変形例8)
上述の説明では、3つの蓄電モジュール40A~40Cを設け、これらを直列接続するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、蓄電モジュール40が1つまたは2つだけであってもよく、4つ以上であってもよい。また、複数の蓄電モジュール40を並列接続するように構成してもよい。
上述の説明では、3つの蓄電モジュール40A~40Cを設け、これらを直列接続するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、蓄電モジュール40が1つまたは2つだけであってもよく、4つ以上であってもよい。また、複数の蓄電モジュール40を並列接続するように構成してもよい。
(変形例9)
リチウムイオン二次電池を蓄電素子の一例として説明したが、ニッケル水素電池などその他の二次電池にも本発明を適用できる。さらに、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタを蓄電素子とした場合にも本発明を適用できる。
リチウムイオン二次電池を蓄電素子の一例として説明したが、ニッケル水素電池などその他の二次電池にも本発明を適用できる。さらに、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタを蓄電素子とした場合にも本発明を適用できる。
(変形例10)
上述した実施の形態では、電気自動車に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両の車両用電源装置を構成する蓄電装置にも本発明を適用できる。
上述した実施の形態では、電気自動車に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、これに限定されない。他の電動車両、たとえばハイブリッド電車などの鉄道車両、バスなどの乗合自動車、トラックなどの貨物自動車、バッテリ式フォークリフトトラックなどの産業車両の車両用電源装置を構成する蓄電装置にも本発明を適用できる。
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願2014年第175587号(2014年8月29日出願)
日本国特許出願2014年第175587号(2014年8月29日出願)
2 蓄電ケース、2A 蓄電モジュール収容エリア、2B 制御ユニット収容エリア、2C 配線集約エリア、2D 密閉空間部、3 ジャンクションボックス、11 メインケース、11a 右部壁、12 サイドカバー、13 アンダーカバー、14 トップカバー、15 LBCカバー、20 仕切板、40 蓄電モジュール、41 正極端子、42 負極端子、43 ボス、53 SDスイッチ、81 通しボルト、100 蓄電装置、101 二次電池、103 素子配列体、111 保持ケース、116 冷媒導入口、118 冷媒導出口、121 右端部保持枠部材、122 右側面部、123 右壁部、124 第1右保持部、125 第1右開口窓部、126 連結部、131A 第1中間保持枠部材、131B 第2中間保持枠部材、132A 第1壁部、132B 第2壁部、133A 連結部、133B 連結部、134A 第1左保持部、134B 第2左保持部、135A 第1左開口窓部、135B 第2左開口窓部、136A 第2右保持部、136B 第3右保持部、137A 第2右開口窓部、137B 第3右開口窓部、141 左端部保持枠部材、142 左側面部、143 左壁部、144 第3左保持部、145 第3左開口窓部、146 連結部、150 押圧部、151 帯状部、152 支持部、160 凹陥面、161 凹陥面、162 突起部、170 凹陥面、171 凹陥面、172 突起部、180 押圧部材、181 主要突出部、181a 当接面、182 補助突出部、182a 当接面、183 溝、185 掛止突起、185a 掛止面、185b テーパ面、186 側面、190 収容凹部、191 導電部材、192 外部引出し端子、195 掛止孔
Claims (7)
- 複数の円柱状の蓄電素子が一列に配列されてなる素子配列体がN段以上(Nは、3以上の整数)設けられた蓄電モジュールであって、
1段目とN段目との間における素子配列体を構成する蓄電素子を挟んで保持する一対の保持部材と、
前記一対の保持部材のうちの一方に設けられ、前記蓄電素子の外周面を径方向内側に向かって押圧する押圧部材とを備え、
前記一対の保持部材のうちの他方には、前記蓄電素子の外周面に接触する第1接触部が設けられ、
前記押圧部材は、前記一対の保持部材とは別体であり、前記保持部材よりも弾性率の低い材料からなる蓄電モジュール。 - 請求項1に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記1段目と前記N段目における素子配列体(以下、端部素子配列体と記す)を構成する蓄電素子は、段方向外側に配置される端部保持部材と、前記端部保持部材に対向して配置される中間保持部材とによって挟んで保持され、
前記端部保持部材には、前記端部素子配列体を構成する前記蓄電素子の外周面を径方向内側に向かって押圧する端部側押圧部が設けられ、
前記中間保持部材には、前記端部素子配列体を構成する前記蓄電素子の外周面に接触する第2接触部が設けられ、
前記端部側押圧部は、前記端部保持部材と同じ材料からなり、前記端部保持部材と一体に成形され、
前記中間保持部材は、前記一対の保持部材のうちのいずれかである蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記一対の保持部材のうちの他方は、前記蓄電素子の両端部のそれぞれの外周面に沿うように形成された一対の円弧面を有し、
前記円弧面から窪んだ凹部に前記押圧部材が収容され、
前記凹部から前記蓄電素子側に突出した突出部の端面が前記蓄電素子の外周面を押圧する押圧面とされている蓄電モジュール。 - 請求項3に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記凹部には、前記押圧部材が前記凹部から脱落することを防止する掛止部が設けられている蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記押圧部材は、前記蓄電素子の外周面を押圧する2つ以上の押圧面を有している蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記第1接触部は、前記蓄電素子の外周面に接触する2つ以上の突起部を有し、
前記蓄電素子の中心軸を含む仮想平面であって、前記押圧部材と前記蓄電素子との接触部を通る仮想平面で2分される領域のそれぞれに、少なくとも一つ以上の前記突起部が配置されている蓄電モジュール。 - 請求項1または2に記載の蓄電モジュールにおいて、
前記一対の保持部材のうちの一方は、前記蓄電素子の上側に配置され、
前記一対の保持部材のうちの他方は、前記蓄電素子の下側に配置されている蓄電モジュール。
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| JP2016545579A JP6236536B2 (ja) | 2014-08-29 | 2015-08-26 | 蓄電モジュール |
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|---|---|---|---|
| JP2014175587 | 2014-08-29 | ||
| JP2014-175587 | 2014-08-29 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016031862A1 true WO2016031862A1 (ja) | 2016-03-03 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2015/074037 Ceased WO2016031862A1 (ja) | 2014-08-29 | 2015-08-26 | 蓄電モジュール |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008226815A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Hyundai Motor Co Ltd | バッテリーモジュールの保持装置 |
| JP2010040243A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Panasonic Corp | 電池モジュール |
| JP2013235827A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-11-21 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 電池ブロック及び二次電池モジュール |
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2015
- 2015-08-26 JP JP2016545579A patent/JP6236536B2/ja active Active
- 2015-08-26 WO PCT/JP2015/074037 patent/WO2016031862A1/ja not_active Ceased
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|---|---|---|---|---|
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| JP2013235827A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-11-21 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 電池ブロック及び二次電池モジュール |
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| JPWO2016031862A1 (ja) | 2017-05-25 |
| JP6236536B2 (ja) | 2017-11-22 |
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