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技術 蓄電装置モジュール及び蓄電装置パック

出願人 株式会社豊田自動織機
発明者 中條祐貴加藤崇行植田浩生守作直人大石英史
出願日 2015年2月10日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-024361
公開日 2016年8月18日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2016-149209
状態 特許登録済
技術分野 電池及び電池容器の装着・懸架 コンデンサの取付 電気二重層コンデンサ等 コンデンサの容器・被覆一般
主要キーワード 独立気泡ゴム ボルトガイド 補償材 拘束荷重 防水塗料 拘束部材 平面視円形状 電池ホルダ
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この項目の情報は公開日時点(2016年8月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

ゴム部材が潰れたままの状態になることを防止できると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことを防止できる蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックを提供する。

解決手段

蓄電装置モジュールは、一方向に配列された複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を蓄電装置の配列方向に両側から拘束する1対の拘束部材と、拘束部材と蓄電装置との間に配置され、蓄電装置の膨張を吸収するゴム部材17とを備え、ゴム部材17は、連続気泡構造を有するゴムから構成される本体部19と、本体部19を覆うように配置され、防水性を有するカバー部20とを有する。

概要

背景

従来の蓄電装置モジュールとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の蓄電装置モジュールは、電池とこの電池を保持する電池ホルダとを有する積層体と、積層体の両側に配置された1対のエンドプレートと、積層体と一方のエンドプレートとの間に配置され、積層方向弾性を有する板状のゴム部材とを備えている。また、特許文献2には、連続気泡材からなる補償材が2つのセル間に配置された蓄電装置モジュールが記載されている。

概要

ゴム部材が潰れたままの状態になることを防止できると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことを防止できる蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックを提供する。蓄電装置モジュールは、一方向に配列された複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を蓄電装置の配列方向に両側から拘束する1対の拘束部材と、拘束部材と蓄電装置との間に配置され、蓄電装置の膨張を吸収するゴム部材17とを備え、ゴム部材17は、連続気泡構造を有するゴムから構成される本体部19と、本体部19を覆うように配置され、防水性を有するカバー部20とを有する。

目的

本発明の目的は、ゴム部材が潰れたままの状態になることを防止できると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことを防止できる蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一方向に配列された複数の蓄電装置と、前記複数の蓄電装置を前記蓄電装置の配列方向に両側から拘束する1対の拘束部材と、前記拘束部材と前記蓄電装置との間に配置され、前記蓄電装置の膨張を吸収するゴム部材とを備え、前記ゴム部材は、連続気泡構造を有するゴムから構成される本体部と、前記本体部を覆うように配置され、防水性を有するカバー部とを有することを特徴とする蓄電装置モジュール

請求項2

前記カバー部は、独立気泡構造を有するゴムから構成されていることを特徴とする請求項1記載の蓄電装置モジュール。

請求項3

前記カバー部は、防水塗料から構成されていることを特徴とする請求項1記載の蓄電装置モジュール。

請求項4

前記本体部は、前記拘束部材及び前記蓄電装置とそれぞれ対向する2つの主面と、前記2つの主面と隣り合う4つの側面とを有し、前記カバー部は、前記4つの側面を覆うように配置されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の蓄電装置モジュール。

請求項5

請求項1〜4の何れか一項記載の蓄電装置モジュールと、前記蓄電装置モジュールを収容するケースとを備えることを特徴とする蓄電装置パック

技術分野

0001

本発明は、蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックに関する。

背景技術

0002

従来の蓄電装置モジュールとしては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の蓄電装置モジュールは、電池とこの電池を保持する電池ホルダとを有する積層体と、積層体の両側に配置された1対のエンドプレートと、積層体と一方のエンドプレートとの間に配置され、積層方向弾性を有する板状のゴム部材とを備えている。また、特許文献2には、連続気泡材からなる補償材が2つのセル間に配置された蓄電装置モジュールが記載されている。

先行技術

0003

特開2009−81056号公報
特表2013−510411号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載のような蓄電装置モジュールにおいては、蓄電装置は、充放電を繰り返すことで膨張及び収縮を繰り返す。蓄電装置の膨張及び収縮は、ゴム部材により吸収される。ただし、ゴム部材が圧縮されて潰れたままの状態になると、ゴム部材が蓄電装置の膨張及び収縮を吸収することができなくなる。そのような不具合を防止するためには、ゴム部材を特許文献2に記載のような連続気泡材で構成することが考えられる。しかし、連続気泡材は、吸水性が良く、水が入り込みやすい。ゴム部材の内部に水が入り込むと、ゴム部材の弾性特性に影響を与えてしまう。

0005

本発明の目的は、ゴム部材が潰れたままの状態になることを防止できると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことを防止できる蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一側面に係る蓄電装置モジュールは、一方向に配列された複数の蓄電装置と、複数の蓄電装置を蓄電装置の配列方向に両側から拘束する1対の拘束部材と、拘束部材と蓄電装置との間に配置され、蓄電装置の膨張を吸収するゴム部材とを備え、ゴム部材は、連続気泡構造を有するゴムから構成される本体部と、本体部を覆うように配置され、防水性を有するカバー部とを有することを特徴とする。

0007

このような蓄電装置モジュールにおいては、ゴム部材の本体部を、連続気泡構造を有するゴムから構成することにより、本体部が圧縮されても、ゴムの弾性力により本体部が復元されやすくなる。従って、ゴム部材が潰れたままの状態になることが防止される。また、防水性を有するカバー部を、本体部を覆うように配置することにより、ゴム部材の内部に水が入り込むことが防止される。

0008

カバー部は、独立気泡構造を有するゴムから構成されていてもよい。独立気泡構造は、吸水性が極めて低い構造である。従って、ゴム部材の内部に水が入り込むことが確実に防止される。

0009

カバー部は、防水塗料から構成されていてもよい。この場合にも、ゴム部材の内部に水が入り込むことが確実に防止される。また、カバー部を薄くすることができる。

0010

本体部は、拘束部材及び蓄電装置とそれぞれ対向する2つの主面と、2つの主面と隣り合う4つの側面とを有し、カバー部は、4つの側面を覆うように配置されていてもよい。本体部の2つの主面は、拘束部材及び蓄電装置に挟まれている。このため、本体部の主面から本体部の内部に水が入り込むことは殆ど無い。従って、カバー部は、本体部の4つの側面を覆うように配置されていればよい。この場合には、カバー部の面積を少なくすることができる。

0011

本発明の他の側面に係る蓄電装置パックは、上記の蓄電装置モジュールと、蓄電装置モジュールを収容するケースとを備えることを特徴とする。

0012

このような蓄電装置パックにおいては、上記の蓄電装置モジュールを備えることにより、上述したように、ゴム部材が潰れたままの状態になることが防止されると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことが防止される。

発明の効果

0013

本発明によれば、ゴム部材が潰れたままの状態になることを防止できると共に、ゴム部材の内部に水が入り込むことを防止できる蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックが提供される。

図面の簡単な説明

0014

一実施形態に係る蓄電装置モジュールとして電池モジュールを示す上視平面図である。
図1に示された電池ユニットの斜視図である。
図1に示されたゴム部材の正面図である。
連続気泡構造を有するゴム及び独立気泡構造を有するゴムの初期状態及び圧縮状態を概略的に示す断面図である。
図3に示されたゴム部材の変形例を示す正面図である。

実施例

0015

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

0016

図1は、一実施形態に係る蓄電装置モジュールとして電池モジュールを示す上視平面図である。図1において、本実施形態の蓄電装置モジュールである電池モジュール1は、蓄電装置パックである電池パック2に具備されている。電池パック2は、電池モジュール1と、この電池モジュール1を収容する金属(例えば鉄)製のケース3とを備えている。

0017

電池モジュール1は、複数(ここでは7つ)の電池ユニット4から構成される電池ユニット群5と、この電池ユニット群5の両側に配置された1対のエンドプレート6とを備えている。電池モジュール1は、ケース3の後壁内壁面に各エンドプレート6を介して片持ち支持されるように取り付けられる。

0018

複数の電池ユニット4は、一方向に配列されている。電池ユニット4は、図2にも示されるように、蓄電装置である二次電池7と、この二次電池7を保持する電池ホルダ8とを有している。従って、複数の二次電池7は、一方向に配列されていることとなる。本実施形態では、二次電池7はリチウムイオン二次電池である。二次電池7は、直方体形状を呈している。二次電池7は、特に図示はしないが、電極組立体と、この電極組立体を収容するケースとを有している。ケース内には、電解質が充填されている。

0019

二次電池7の上部には、正極端子9及び負極端子10が設けられている。隣り合う2つの二次電池7は、正極端子9及び負極端子10が互いに逆向きとなるように配置されている。そして、隣り合う2つの二次電池7の正極端子9及び負極端子10同士がバスバー11を介して接続されている。

0020

電池ホルダ8は、樹脂からなっている。電池ホルダ8は、二次電池7を嵌め込んで収容する枠体部12を有している。枠体部12の上部には、後述するボルト15のネジ部15aが挿通されるボルト挿通孔13aを有する2つのボルトガイド部13が設けられている。枠体部12の下部には、ボルト15のネジ部15aが挿通されるボルト挿通孔14aを有する2つのボルトガイド部14が設けられている。

0021

エンドプレート6は、複数の電池ユニット4の二次電池7を4組のボルト15及びナット16により二次電池7の配列方向に両側から拘束する拘束部材である。エンドプレート6は、剛性の高い金属(例えば鉄)からなっている。エンドプレート6による二次電池7の拘束荷重は、例えば7kN〜8kNである。

0022

一方のエンドプレート6と複数の電池ユニット4のうち一端側に位置する電池ユニット4の二次電池7との間には、ゴム部材17が配置されている。ゴム部材17は、エンドプレート6による二次電池7の拘束荷重を受けると共に、二次電池7の膨張を吸収する部材である。ゴム部材17は、中間板18に固定されている。ゴム部材17は、二次電池7に対応する高さ位置にエンドプレート6に隣接して配置されている。中間板18は、二次電池7に隣接して配置されている。

0023

ゴム部材17は、直方体形状(平面視矩形状)を呈している。ゴム部材17は、図3に示されるように、平面視矩形状の本体部19と、この本体部19を覆うように配置され、防水性を有するカバー部20とを有している。

0024

本体部19は、二次電池7及びエンドプレート6とそれぞれ対向する2つの主面19aと、これらの主面19aと隣り合う4つの側面19bとを有している。側面19bは、主面19aに対して垂直な面である。主面19aは、二次電池7の配列方向に垂直な面である。側面19bは、二次電池7の配列方向に平行な面である。カバー部20は、4つの側面19bを覆うように配置されている。なお、2つの主面19aは、カバー部20に覆われずに露出されている。

0025

本体部19は、図4(a)に示されるような、連続気泡構造を有するゴム(以下、連続気泡ゴム)21から構成されている。連続気泡ゴム21は、隣り合う気泡B同士が連通(連続)しているゴムである。連続気泡ゴム21では、複数の気泡Bがゴム外部の大気と連通している。このため、連続気泡ゴム21は、吸水性及び通気性に優れており、水及び空気を通す。このような連続気泡ゴム21としては、例えばウレタンゴムが挙げられる。

0026

カバー部20は、図4(b)に示されるような、独立気泡構造を有するゴム(以下、独立気泡ゴム)22から構成されている。独立気泡ゴム22は、各気泡Bが連通せずに完全に独立しているゴムである。独立気泡ゴム22は、吸水性及び通気性が極めて低く、水及び空気を通さない。このような独立気泡ゴム22としては、例えばエチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)が挙げられる。

0027

このように本体部19及びカバー部20は、何れもゴム材料からなっている。カバー部20は、本体部19の4つの側面19bを取り囲むように各側面19bに接着されている。

0028

ところで、二次電池7は、充放電を繰り返すことで、膨張及び収縮を繰り返す。二次電池7の膨張及び収縮は、ゴム部材17によって吸収される。ゴム部材17は、二次電池7の膨張及び収縮のサイクルに対応して変形しなければならない。

0029

ここで、ゴム部材17が図4(b)に示されるような独立気泡ゴム22のみから構成されている場合には、以下の不具合が発生する。即ち、独立気泡ゴム22の圧縮力は、独立気泡ゴム22の弾性力と気泡Bを通る空気の弾性力とで決まる。独立気泡ゴム22の初期状態では、気泡Bを空気が通り抜けるが、独立気泡ゴム22が圧縮されると、気泡Bが潰れるため、空気の弾性力が殆ど作用しなくなり、独立気泡ゴム22の弾性力のみで独立気泡ゴム22が復元することになる。このため、独立気泡ゴム22が元の初期状態に戻らなくなり潰れたままとなる。独立気泡ゴム22が潰れたままの状態で二次電池7が収縮すると、独立気泡ゴム22の荷重が二次電池7に加わらなくなるため、二次電池7のリチウム析出する可能性がある。

0030

一方、ゴム部材17が図4(a)に示されるような連続気泡ゴム21のみから構成されている場合には、以下の不具合が発生する。即ち、連続気泡ゴム21の圧縮力は、連続気泡ゴム21の弾性力のみで決まる。このため、連続気泡ゴム21が圧縮されても、連続気泡ゴム21の復元力が働くため、連続気泡ゴム21が元の初期状態に戻る。これにより、連続気泡ゴム21は、二次電池7の膨張及び収縮に対応して変形する。しかし、連続気泡ゴム21は、上述したように吸水性に優れているため、水が入り込みやすい。連続気泡ゴム21に水が入り込むと、連続気泡ゴム21の弾性特性に影響が出てしまう。

0031

これに対し本実施形態では、ゴム部材17は、連続気泡ゴム21から構成される本体部19と、この本体部19を覆うように配置され、防水性を有するカバー部20とを有している。このようにゴム部材17の本体部19を連続気泡ゴム21で構成するので、本体部19が圧縮されても、連続気泡ゴム21の弾性力により本体部19が復元されやすくなる。従って、ゴム部材17が潰れたままの状態になることを防止できる。その結果、ゴム部材17の荷重が二次電池7に確実に加わるため、二次電池7のリチウムの析出を防ぐことができる。また、防水性を有するカバー部20を、本体部19を覆うように配置するので、ゴム部材17の内部への水の入り込みを防止することができる。これにより、ゴム部材17の弾性特性を維持することが可能となる。

0032

また、カバー部20を吸水性が極めて低い独立気泡ゴム22で構成するので、ゴム部材17の内部への水の入り込みを確実に防止することができる。また、カバー部20を本体部19に接着すればよいので、ゴム部材17の製作にかかる手間を軽減することができる。

0033

さらに、カバー部20を本体部19の4つの側面19bを覆うように配置するので、カバー部20の面積を少なくすることができる。これにより、ゴム部材17の製作にかかる手間を更に軽減することができる。なお、本体部19の2つの主面19aは中間板18及びエンドプレート6にそれぞれ接触しているため、各主面19aをカバー部20により覆わなくても、本体部19の各主面19aから本体部19の内部に水が入り込むことは殆ど無い。

0034

図5は、図3に示されたゴム部材17の変形例を示す正面図である。図5において、本変形例のゴム部材17は、上記のカバー部20に代えてカバー部30を有している。カバー部30は、本体部19の4つの側面19bを覆うように配置されている。カバー部30は、防水塗料から構成されている。防水塗料としては、例えばアクリル樹脂またはウレタン樹脂等が挙げられる。カバー部30は、本体部19の4つの側面19bに防水塗料を塗ることにより形成される。

0035

このようにカバー部30を防水塗料で構成するので、ゴム部材17の内部への水の入り込みを確実に防止することができる。また、カバー部30の厚さを小さくすることができる。

0036

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、カバー部20またはカバー部30が本体部19の4つの側面19bのみを覆うように配置されているが、ゴム部材17の構造としては特にその形態には限られず、カバー部20またはカバー部30が本体部19の全面、つまり4つの側面19b及び2つの主面19aを覆うように配置されていてもよい。

0037

また、上記実施形態では、ゴム部材17が平面視矩形状を呈しているが、ゴム部材17の形状としては特にそれには限られず、例えば平面視円形状を呈していてもよい。この場合には、カバー部20またはカバー部30を、本体部19の少なくとも周面を覆うように配置する。

0038

さらに、上記実施形態では、蓄電装置ユニットの蓄電装置がリチウムイオン二次電池等の二次電池であるが、本発明は、特にそのような二次電池には限られず、例えば電気二重層キャパシタまたはリチウムイオンキャパシタ等の蓄電装置を備えた蓄電装置モジュール及び蓄電装置パックにも適用可能である。

0039

1…電池モジュール(蓄電装置モジュール)、2…電池パック(蓄電装置パック)、6…エンドプレート(拘束部材)、7…二次電池(蓄電装置)、17…ゴム部材、19…本体部、19a…主面、19b…側面、20…カバー部、30…カバー部。

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