特開2015-225700(P2015-225700A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-225700(P2015-225700A)
(43)【公開日】2015年12月14日
(54)【発明の名称】蓄電装置
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/10 20060101AFI20151117BHJP
【FI】
   H01M2/10 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2014-107933(P2014-107933)
(22)【出願日】2014年5月26日
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077665
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116676
【弁理士】
【氏名又は名称】宮寺 利幸
(74)【代理人】
【識別番号】100149261
【弁理士】
【氏名又は名称】大内 秀治
(74)【代理人】
【識別番号】100136548
【弁理士】
【氏名又は名称】仲宗根 康晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136641
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 志郎
(74)【代理人】
【識別番号】100169225
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 明
(72)【発明者】
【氏名】西本 文彦
(72)【発明者】
【氏名】長沼 充浩
【テーマコード(参考)】
5H040
【Fターム(参考)】
5H040AA01
5H040AS07
5H040AT02
5H040AT06
5H040AY05
5H040AY10
5H040CC20
(57)【要約】
【課題】蓄電池群の反力を確実に受けるとともに、積層方向の寸法を可及的に短尺化させることができ、有効に小型化を図ることを可能にする。
【解決手段】蓄電装置10は、複数の蓄電池12が積層される蓄電池群12Mを備えるとともに、前記蓄電池群12Mの両端には、エンドプレート18a、18bが配置される。エンドプレート18a、18bは、一対の連結バンド20a、20bにより連結される。連結バンド20a、20bの端部32a、32bは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って該エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在し、互いに接触又は近接する位置で対向配置される。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の蓄電池が積層される蓄電池群と、
前記蓄電池群の積層方向両端に設けられるエンドプレートと、
前記エンドプレート同士を連結する複数の連結バンドと、
を備える蓄電装置であって、
前記複数の連結バンドの各端部は、前記エンドプレートの端部を覆って該エンドプレート上に延在し、互いに接触又は近接する位置で対向配置されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項2】
請求項1記載の蓄電装置において、前記エンドプレートの一辺方向の中間位置を通り該エンドプレートの前記一辺方向に交差する他辺方向に平行な仮想中心線を設定するとともに、
前記複数の連結バンドの各端部は、前記仮想中心線に沿って対向配置されることを特徴とする蓄電装置。
【請求項3】
請求項1又は2記載の蓄電装置において、前記エンドプレート及び前記複数の連結バンドは、板金により形成されるとともに、
前記エンドプレートは、前記複数の連結バンドに重なる面に板金製の第1補強板を設ける一方、
前記複数の連結バンドは、前記エンドプレートに重なる面に板金製の第2補強板を設けることを特徴とする蓄電装置。
【請求項4】
請求項3記載の蓄電装置において、前記第1補強板には、前記第2補強板に向かって第1ビード部が設けられる一方、
前記第2補強板には、前記第1補強板に向かって第2ビード部が設けられ、
前記第1ビード部と前記第2ビード部とは、千鳥状に配置されて互いに重なり合うことを特徴とする蓄電装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電装置において、前記エンドプレートの一辺方向両端と前記複数の連結バンドの内側との間には、前記蓄電装置を被取り付け部位に取り付けるための固定部が設けられるとともに、
前記固定部には、固定用ボルトが挿通される孔部が形成されることを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の蓄電池が積層される蓄電池群を備え、前記蓄電池群の積層方向両端にエンドプレートが配置されるとともに、前記エンドプレート同士が複数の連結バンドにより連結される蓄電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、複数の蓄電池(バッテリセル)が積層された蓄電池群(バッテリモジュール)を備えた蓄電装置が知られている。この蓄電装置は、例えば、ハイブリッド車両や電気車両に搭載されるため、多数の蓄電池を車両に対して強固且つ確実に搭載する必要がある。
【0003】
例えば、特許文献1に開示されているバッテリシステムは、複数の角形電池からなる電池セルが、間に絶縁セパレータを挟着して積層された電池ブロックを有し、前記電池ブロックが固定部品により固定されている。固定部品は、電池セルの両端面に配置される一対のエンドプレートと、電池ブロックの側面にあって、その両端を前記エンドプレートに連結している金属バンドとを備えている。
【0004】
概略的に、図9に示すように、電池ブロック1は、複数の電池セル2が積層されるとともに、積層方向両端には、エンドプレート3が配置されている。一対のエンドプレート3には、金属バンド4の両端が屈曲して当接し、前記両端は、ねじ5を介して前記一対のエンドプレート3に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2010−157450号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、電池セル2として、特に高容量の二次電池が使用される際、前記電池セル2が膨張する場合がある。このため、エンドプレート3には、電池セル2の高い反力が作用し、前記エンドプレート3が大きく変形するおそれがある(図9中、二点鎖線参照)。従って、エンドプレート3や金属バンド4の破損等を回避するために、例えば、前記エンドプレート3の厚さを大きくして剛性を高めることが考えられる。
【0007】
しかしながら、エンドプレート3が相当に肉厚になると、バッテリシステム全体が積層方向に大型化してしまう。これにより、例えば、車載用として電動自動車の限定されたスペースに効果的に収容することができないという問題がある。
【0008】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、蓄電池群の反力を確実に受けるとともに、積層方向の寸法を可及的に短尺化させることができ、有効に小型化を図ることが可能な蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る蓄電装置は、複数の蓄電池が積層される蓄電池群と、前記蓄電池群の積層方向両端に設けられるエンドプレートと、前記エンドプレート同士を連結する複数の連結バンドと、を備えている。そして、複数の連結バンドの各端部は、エンドプレートの端部を覆って該エンドプレート上に延在し、互いに接触又は近接する位置で対向配置されている。
【0010】
また、この蓄電装置では、エンドプレートの一辺方向の中間位置を通り該エンドプレートの前記一辺方向に交差する他辺方向に平行な仮想中心線を設定するとともに、複数の連結バンドの各端部は、前記仮想中心線に沿って対向配置されることが好ましい。
【0011】
さらに、この蓄電装置では、エンドプレート及び複数の連結バンドは、板金により形成されることが好ましい。その際、エンドプレートは、複数の連結バンドに重なる面に板金製の第1補強板を設ける一方、前記複数の連結バンドは、前記エンドプレートに重なる面に板金製の第2補強板を設けることが好ましい。
【0012】
さらにまた、この蓄電装置では、第1補強板には、第2補強板に向かって第1ビード部が設けられる一方、前記第2補強板には、前記第1補強板に向かって第2ビード部が設けられことが好ましい。その際、第1ビード部と第2ビード部とは、千鳥状に配置されて互いに重なり合うことが好ましい。
【0013】
また、エンドプレートの一辺方向両端と複数の連結バンドの内側との間には、蓄電装置を被取り付け部位に取り付けるための固定部が設けられるとともに、前記固定部には、固定用ボルトが挿通される孔部が形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、エンドプレート同士を連結する複数の連結バンドの各端部は、前記エンドプレートの端部を覆って該エンドプレート上に延在し、互いに接触又は近接する位置で対向配置されている。このため、複数の連結バンドの各端部は、蓄電池群の反力を受けることができ、エンドプレートに高い反力が作用することを抑制することが可能になる。従って、エンドプレートは、肉厚を有効に小さく設定することができ、蓄電装置の積層方向の寸法を可及的に短尺化させて、前記蓄電装置全体を良好に小型化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の第1の実施形態に係る蓄電装置の概略斜視説明図である。
図2】前記蓄電装置の要部分解斜視説明図である。
図3】前記蓄電装置の、図1中、III−III線断面図である。
図4】前記蓄電装置の、図1中、IV−IV線断面図である。
図5】前記蓄電装置を構成する連結バンドの一部斜視説明図である。
図6】本発明の第2の実施形態に係る蓄電装置の一部斜視説明図である。
図7】本発明の第3の実施形態に係る蓄電装置の一部斜視説明図である。
図8】本発明の第4の実施形態に係る蓄電装置の一部斜視説明図である。
図9】特許文献1に開示されているバッテリシステムの概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る蓄電装置10は、例えば、図示しないハイブリッド自動車又はEV等の電動車両に搭載される。
【0017】
蓄電装置10は、複数の蓄電池(バッテリセル)12が水平方向(矢印A方向)に積層される蓄電池群(バッテリモジュール)12Mを備える。蓄電池12は、矩形状を有するとともに、立位姿勢に配置された状態で、絶縁性を有するセパレータ(ホルダ)14と交互に矢印A方向に積層される。
【0018】
図2に示すように、蓄電池群12Mの積層方向両端には、断熱機能及び絶縁機能を有するインシュレータプレート(又はセパレータ14でもよい)16a、16bを介装して長方形状のエンドプレート18a、18bが配置される。エンドプレート18a、18b同士は、矢印B方向両端に配置され、矢印A方向に延在する一対の連結バンド20a、20bにより連結される(図1及び図2参照)。
【0019】
蓄電池12は、例えば、リチウムイオンバッテリからなり、長方形(又は正方形)を有する。各蓄電池12の上面には、プラス極(又はマイナス極)の端子21aとマイナス極(又はプラス極)の端子21bとが設けられる。
【0020】
図2に示すように、セパレータ14は、樹脂薄板を波形状に折り曲げることにより、側面視で上下方向に沿って波状に屈曲形成される。インシュレータプレート16a、16bは、略平板状(セパレータ14と同様でもよい)に構成されており、その詳細な説明は省略する。
【0021】
図2及び図3に示すように、エンドプレート18aは、横長形状を有する板金(金属プレート)により形成され、上下両端には、鉛直方向から水平方向外方に屈曲する折り曲げ部22a、22aが設けられる。エンドプレート18aの外面(一対の連結バンド20a、20bに重なる面)18asには、板金製の第1補強板24aが固定、例えば、溶着される。
【0022】
第1補強板24aは、鉛直方向に沿って断面波形状を有し、水平方向に突出する複数(例えば、3つ)の第1ビード部(突起部)26aが、互いに鉛直方向に平行に設けられる。第1ビード部26a間の寸法h1は、前記第1ビード部26aの幅寸法(鉛直方向の寸法)h2と同等に設定される(図3参照)。各第1ビード部26aの先端平坦面には、幅方向(矢印B方向)中央部から両側に等間隔離間した位置にねじ孔28aが形成される。
【0023】
エンドプレート18bは、上記のエンドプレート18aと同様に構成される。同一の構成要素には、同一の参照数字にaに代えてbを付し、その詳細な説明は省略する。
【0024】
図1及び図2に示すように、連結バンド20aは、横長形状を有する板金(金属プレート)により形成され、上下両端には、鉛直方向から水平方向内方に屈曲する折り曲げ部30a、30aが設けられる。折り曲げ部30a、30aは、蓄電池群12Mの積層方向に延在し、前記蓄電池群12Mの一方の上下両角部を保持する。
【0025】
連結バンド20aの長手方向(長辺方向)の各端部32a、32aは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って前記エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在する。図1及び図4に示すように、エンドプレート18aの長辺方向の中間位置を通り前記エンドプレート18aの短辺方向に平行な仮想中心線Oが設定される。連結バンド20aの端部32aは、仮想中心線Oに沿って、すなわち、エンドプレート18aの正面視で前記仮想中心線Oの線上又は該線上に近接する位置に、終端する。エンドプレート18b側でも同様に、端部32aが仮想中心線Oの線上又は該線上に近接する位置に終端する。
【0026】
図3及び図5に示すように、端部32aのエンドプレート18aに重なる面(内面)32asには、板金製の第2補強板34aが固定、例えば、溶着される。第2補強板34aは、鉛直方向に沿って断面波形状を有し、水平方向に突出する複数(例えば、2つ)の第2ビード部(突起部)36aが、互いに鉛直方向に平行に設けられる。図3に示すように、第2ビード部36aとエンドプレート18aの第1ビード部26aとは、千鳥状に配置され、前記第2ビード部36aは、前記第1ビード部26a間に配置されて互いに重なり合う。
【0027】
端部32a及び第2補強板34aには、第2ビード部36a間に位置し且つ前記端部32aの先端部近傍に位置して、複数の孔部38aが一体に形成される。各孔部38aは、第1補強板24aの各ねじ孔28aと同軸上に配置される。ねじ40aは、孔部38aに挿入されてねじ孔28aに螺合することにより、連結バンド20aの端部32aとエンドプレート18aとが固定される。
【0028】
エンドプレート18aの長手方向一端(一方の短辺)と、連結バンド20aの端部32aの屈曲部位との間には、ボス部材(固定部)42aが設けられる。ボス部材42aは、連結バンド20aの内面に溶接等により固定される。ボス部材42aは、柱体形状を有し、鉛直方向に孔部44aが貫通形成される。図3及び図4に示すように、孔部44aには、固定用ボルト46aが挿入される。固定用ボルト46aは、被取り付け部位、例えば、車体側取り付け部48aに螺合することにより、蓄電装置10が前記車体側取り付け部48aに固定される。
【0029】
連結バンド20bは、上記の連結バンド20aと同様に構成されており、同一の構成要素には、符号aに代えて符号bを付し、その詳細な説明は省略する。連結バンド20bの端部32bは、図1及び図4に示すように、仮想中心線Oに沿って、すなわち、エンドプレート18aの正面視で前記仮想中心線Oの線上又は該線上に近接する位置に、終端する。連結バンド20aの端部32aと連結バンド20bの端部32bとは、互いに接触又は近接する位置で、すなわち、仮想中心線Oに沿って、対向配置される。
【0030】
このように構成される蓄電装置10の動作について、以下に説明する。
【0031】
図1及び図4に示すように、一対の連結バンド20a、20bの各端部32a、32bは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って前記エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在している。エンドプレート18aでは、連結バンド20aの端部32aと連結バンド20bの端部32bとは、互いに接触又は近接する位置で、すなわち、仮想中心線Oに沿って、対向配置されている。
【0032】
このため、一対の連結バンド20a、20bの各端部32a、32bは、積層方向に作用する蓄電池群12Mの反力を受けることができ、エンドプレート18a、18bに高い反力が作用することを抑制することが可能になる。連結バンド20a、20bの端部32a、32bは、エンドプレートとしての機能を有するからである。
【0033】
従って、エンドプレート18a、18bは、肉厚を有効に小さく設定することができ、蓄電装置10の積層方向の寸法を可及的に短尺化させることが可能になる。これにより、蓄電装置10全体を良好に小型化することができるという効果が得られる。
【0034】
さらに、第1の実施形態では、エンドプレート18a、18b及び一対の連結バンド20a、20bは、板金により形成されている。このため、例えば、鋳造部品に比べて小型化及び軽量化が容易に図られるとともに、所望の強度を確実に得ることができる。
【0035】
しかも、エンドプレート18aの第1補強板24aには、第1ビード部26aが設けられるとともに、連結バンド20aの第2補強板34aには、第2ビード部36aが設けられている。そして、第1ビード部26aと第2ビード部36aとは、千鳥状に配置されて互いに重なり合っている。従って、第1補強板24a及び第2補強板34aの強度が一層向上するとともに、積層方向の寸法が大型化することを確実に抑制することが可能になる。
【0036】
さらにまた、エンドプレート18aの長手方向一端と、連結バンド20aの端部32aの屈曲部位との間には、ボス部材42aが設けられている。ボス部材42aに設けられた孔部44aには、固定用ボルト46aが挿入されることにより、蓄電装置10が車体側取り付け部48aに固定されている。これにより、蓄電装置10の取り付け構造は、連結バンド20a、20bの内側に配置され、前記蓄電装置10が大型化することがない。
【0037】
図6は、本発明の第2の実施形態に係る蓄電装置60の一部斜視説明図である。なお、第1の実施形態に係る蓄電装置10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3以降の実施形態においても同様に、その詳細な説明は省略する。
【0038】
蓄電装置60は、一対の連結バンド62a、62bを備える。連結バンド62aの長手方向(長辺方向)の各端部64a、64aは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って前記エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在する。連結バンド62aの端部64aは、仮想中心線Oに対して、矢印B方向一方(又は他方)に離間した位置に終端する。
【0039】
連結バンド62bの端部64bは、仮想中心線Oに対して、矢印B方向他方(又は一方)に離間した位置に終端する。連結バンド62aの端部64aと連結バンド62bの端部64bとは、互いに接触又は近接する位置で、すなわち、仮想中心線Oから矢印B方向に離間した線上に沿って、対向配置される。
【0040】
図7に示すように、本発明の第3の実施形態に係る蓄電装置70は、一対の連結バンド72a、72bを備える。連結バンド72aの長手方向(長辺方向)の各端部74a、74aは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って前記エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在する。連結バンド72aの端部74aは、先端が鉛直方向に対して傾斜しており、仮想中心線Oに対し交差して終端する。
【0041】
連結バンド72bの端部74bは、先端が鉛直方向に対して連結バンド72aの端部74aに沿って傾斜し、仮想中心線Oに対し交差して終端する。連結バンド72aの端部74aと連結バンド72bの端部74bとは、互いに接触又は近接する位置で、対向配置される。
【0042】
図8に示すように、本発明の第4の実施形態に係る蓄電装置80は、一対の連結バンド82a、82bを備える。連結バンド82aの長手方向(長辺方向)の各端部84a、84aは、エンドプレート18a、18bの短辺を覆って前記エンドプレート18a、18bの長辺方向に延在する。連結バンド82aの端部84aは、仮想中心線Oを超えて矢印B方向に延在して終端する。
【0043】
連結バンド82bの端部84bは、先端が連結バンド82aの端部84aに重なって終端する。連結バンド82aの端部84aと連結バンド82bの端部84bとは、互いに重なり合っており、仮想中心線Oに沿って螺合する、例えば、3本で且つ1列のねじ40を介して一体に固定される。
【0044】
このように構成される第2〜第4の実施形態では、エンドプレート18a、18bは、肉厚を有効に小さく設定することができ、蓄電装置60、70及び80全体を良好に小型化することが可能になる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第4の実施形態では、3本のねじ40により端部84a、84bを一体に固定することができ、前記ねじ40の本数を半減させることができるという利点がある。
【0045】
なお、上記の各実施形態では、長方形状のエンドプレートを使用し、連結バンドにより短辺を覆うようにしたが、連結バンドにより長辺を覆うようにしてもよい。また、長方形状のエンドプレートに代えて、正方形状のエンドプレートを使用してもよい。さらに、連結バンドは、複数であればよく、3以上設けてもよい。
【符号の説明】
【0046】
10、60、70、80…蓄電装置 12…蓄電池
12M…蓄電池群 14…セパレータ
18a、18b…エンドプレート
20a、20b、62a、62b、72a、72b、82a、82b…連結バンド
22a、22b、30a、30b…折り曲げ部
24a、24b、34a、34b…補強板
26a、26b、36a、36b…ビード部
32a、32b、64a、64b、74a、74b、84a、84b…端部
38a、38b、44a、44b…孔部
42a、42b…ボス部材 46a、46b…固定用ボルト
48a…車体側取り付け部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9