JP2016096082A - Storage battery unit and power storage device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハウジング内に収容された少なくとも1つの電池モジュールを有する蓄電池ユニット、および該蓄電池ユニットを備えた蓄電装置に関する。 The present invention relates to a storage battery unit having at least one battery module housed in a housing, and a power storage device including the storage battery unit.
従来、電池モジュールを備えた蓄電装置は、工場や事業所、商業施設など電気を大量に消費する施設で利用されることが多かったが、近年では、電池モジュールの高エネルギー密度化に伴う小型化が進んできており、電気自動車や一般住宅での利用も増えてきている。このような蓄電装置を利用することで、例えば、電気料金が安い深夜に充電された電気を昼間に放電したり、または、太陽光発電によって昼間に充電された電気を夜間に放電したりすること等ができ、それにより、エネルギーの有効利用に役立つものである。 In the past, power storage devices equipped with battery modules were often used in facilities that consume a large amount of electricity, such as factories, offices, and commercial facilities. However, in recent years, battery modules have become more compact due to higher energy density. The use in electric cars and ordinary houses is also increasing. By using such a power storage device, for example, it is possible to discharge electricity charged in the middle of the night at low electricity charges in the daytime, or to discharge electricity charged in the daytime by solar power generation in the nighttime. Etc., which helps to make effective use of energy.
この種の蓄電装置の一例として、複数の電池セルが並設された複数の電池モジュールを有するものが、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された蓄電装置では、各電池セルは電池ホルダに保持されている。電池ホルダは、電池セルの上方において、カバー部材をさらに保持しており、カバー部材の上に、電池セルの放電等を制御するコントローラが設置されている。複数の電池モジュールは、上下に重ねられてユニット化され、全体がケースに収容されている。複数の電池モジュールを上下に重ねるにあたり、カバー部材の上に設置されたコントローラのためのスペースを確保するために、電池ホルダは、上部に突出部を有するとともに、下部には脚部を有している。下段の電池ホルダの突出部と上段の電池ホルダの脚部とを嵌め合わせることで、複数の電池モジュールが上下に重ねられた状態で支持される。 As an example of this type of power storage device, Patent Document 1 discloses a device having a plurality of battery modules in which a plurality of battery cells are arranged in parallel. In the power storage device disclosed in Patent Document 1, each battery cell is held by a battery holder. The battery holder further holds a cover member above the battery cell, and a controller that controls discharge of the battery cell and the like is installed on the cover member. The plurality of battery modules are united by being stacked one above the other, and the whole is housed in a case. In order to secure a space for the controller installed on the cover member when stacking a plurality of battery modules vertically, the battery holder has a protrusion at the top and a leg at the bottom. Yes. By fitting the protrusions of the lower battery holder and the legs of the upper battery holder, the plurality of battery modules are supported in a vertically stacked state.
電池セルは、内部に電気エネルギーを貯蔵し、充放電を繰り返す電気製品であることや、電解液などの構成材料に腐食性物質などが含まれているため、使用時や製造時のほか、輸送時についても安全に対する配慮が求められている。その一つとして、輸送中の振動や衝撃によるケース内で電池モジュールの変形を防止することが挙げられる。通常の蓄電装置では複数の電池モジュールをユニット化した電池アセンブリは、その一部分がケースに固定されて収容されていることが多い。その場合、電池アセンブリは、輸送中の振動や衝撃などが作用すると、ケースの内部で、ケースとの固定部を支点として揺れ動くような挙動を示す。この揺れが大きすぎると、電池アセンブリがケースの内面に衝突し、場合によっては電池モジュールが変形してしまうおそれがある。電池モジュールの変形は、電解液の漏れや電池性能の低下などを引き起こす原因にもなり得る。 Battery cells are electrical products that store electrical energy inside and repeat charge and discharge, and constituent materials such as electrolytes contain corrosive substances. Consideration for safety is also required at times. One of them is to prevent deformation of the battery module in the case due to vibration or impact during transportation. In a normal power storage device, a battery assembly in which a plurality of battery modules are unitized is often housed in a part fixed to a case. In that case, the battery assembly behaves in such a manner that it swings around the fixed portion of the case as a fulcrum when a vibration or impact during transportation acts on the battery assembly. If the shaking is too great, the battery assembly may collide with the inner surface of the case, and the battery module may be deformed in some cases. The deformation of the battery module can also cause leakage of the electrolytic solution and deterioration of battery performance.
ケースへの電池モジュールの衝突は、例えば電池アセンブリの四隅部など複数の方向から電池アセンブリをケースに固定することが考えられる。しかし、このことは、電池アセンブリをケースに固定するための構造が複雑になり、また蓄電装置の組み立て作業も繁雑になる。 The battery module may collide with the case by fixing the battery assembly to the case from a plurality of directions, for example, at the four corners of the battery assembly. However, this complicates the structure for fixing the battery assembly to the case, and makes the power storage device assembly work complicated.
本発明は、ケースと電池アセンブリとの固定を簡単な構造で実現しつつ、ケース内での電池モジュールの動きによる電池モジュールの変形が抑制された蓄電池ユニットおよび蓄電装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a storage battery unit and a power storage device in which deformation of a battery module due to movement of the battery module in the case is suppressed while the case and the battery assembly are fixed with a simple structure. .
本発明の蓄電池ユニットは、対向する一対の主面を有する少なくとも1つの電池モジュールと、前記主面の対向する方向から前記電池モジュールを挟む一対のプレートと、を含む電池アセンブリと、
前記電池アセンブリを収容するように互いに向き合って配置された2つのケース部材を備えたハウジングと、を有し、
前記電池アセンブリは、前記電池モジュールの主面が、前記2つのケース部材が向き合う方向に平行になるように前記2つのケース部材の何れか一方に固定され、前記一対のプレートのうち少なくとも一方は、前記2つのケース部材が向き合う方向において、少なくとも前記電池アセンブリが固定されたケース部材と反対側の端部に、前記2つのケース部材が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジングに向かって突出する突出部を有する。
A storage battery unit of the present invention includes a battery assembly including at least one battery module having a pair of opposed main surfaces, and a pair of plates sandwiching the battery module from a direction in which the main surfaces are opposed to each other,
A housing having two case members disposed to face each other so as to accommodate the battery assembly;
The battery assembly is fixed to one of the two case members such that a main surface of the battery module is parallel to a direction in which the two case members face each other, and at least one of the pair of plates includes: In the direction in which the two case members face each other, at least the end opposite to the case member to which the battery assembly is fixed protrudes toward the housing in a direction crossing the direction in which the two case members face each other Have
上記本発明の蓄電池ユニットにおいて、突出部は、プレートの折り曲げによって形成された折り曲げ部で構成することができる。また、電池アセンブリが、一対のプレートの少なくとも一方のプレートの表面に取り付けられた電装部品をさらに有する場合、突出部は、電装部品よりも突出していることが好ましい。 In the above-described storage battery unit of the present invention, the protruding portion can be constituted by a bent portion formed by bending a plate. Moreover, when a battery assembly further has an electrical component attached to the surface of at least one plate of a pair of plate, it is preferable that the protrusion part protrudes rather than an electrical component.
本発明によれば、電池モジュールを挟むプレートに、ハウジングに向かって突出する突出部を有することによって、蓄電池ユニットの振動等によるハウジング内での電池アセンブリの動きを小さくすることができる。その結果、電池モジュールの変形が抑制される。 According to the present invention, the movement of the battery assembly in the housing due to vibration of the storage battery unit or the like can be reduced by providing the plate sandwiching the battery module with the protruding portion that protrudes toward the housing. As a result, deformation of the battery module is suppressed.
図1を参照すると、少なくとも1つの電池モジュール20を有する電池アセンブリ30と、それを密閉収容するハウジング50とを備えた、本発明の一実施形態による蓄電池ユニット10が示されている。ハウジング50は、電池アセンブリ30を密閉した状態で収容することができれば任意の構成であってよく、本形態では、互いに向き合うように配置されたフランジ付きカップ状に形成された第1ケース51および第2ケース56を有している。
Referring to FIG. 1, there is shown a
電池アセンブリ20が有する電池モジュール30の数は特に限定されるものではなく、蓄電池ユニット10に必要とされる容量および電圧に応じて任意であってよい。一例として、本形態では、電池アセンブリ30は、直列接続された8個の電池モジュール20を有している。
The number of
電池モジュール20は、例えば図2に示すように、収容ケース21を有し、その中に1つまたは複数の電気化学セル(不図示)が納められた構造とすることができる。収納ケース21の外形、言い換えれば電池モジュール20の外形は任意であってよいが、複数の電池モジュール20を積層したときの電池アセンブリ30のコンパクト性を考慮すると、図2に示したような扁平な直方体形状であることが好ましい。この場合、電池モジュール20の外面は、対向する2つの主面22と、主面22の短辺に隣接する、短辺側の側面23と、主面22の長辺に隣接する、長辺側の側面24とを有する。
For example, as shown in FIG. 2, the
電池モジュール20は、正極および負極の端子25a、25bを有する。これら端子25a、25bは、電池モジュール20の外面から突出した構造として構成されることができる。端子25a、25bを電池モジュール20のどの面に配置するかは任意であってよく、一例として、本形態では短辺側の側面23に配置している。また、例えば、正極および負極の端子25a、25bのうちいずれか一方のみを短辺側の側面23に配置し、他方を長辺側の側面24に配置することも可能である。
The
収容ケース21の材質は、樹脂材料や金属材料など種々の材料から選択することが可能である。これら樹脂材料および金属材料は、単独で収容ケース21を構成してもよいし、組み合わせられて収容ケース21を構成してもよい。樹脂材料と金属材料の組み合わせの一例として、内側を樹脂材料で構成し、外側を金属材料で構成した二重構造が挙げられる。これら樹脂材料および金属材料は、別部材によって構成されていてもよいし、一体に形成されてもよい。収容ケース21が二重構造の場合、全体が二重構造である必要はなく、例えば、収容ケース21の外面全体のうち少なくとも主面22の全体が金属材料で構成されるようにしてもよい。また、収容ケース21は、内部を密閉した構造である必要はなく、主面22および/または側面23、24の一部が開口を有する構造であってもよい。
The material of the
収容ケース21の四隅部付近には、例えば複数の電池モジュール20を固定するためにロッド部材34(図4参照)が通される貫通孔26が、収容ケース21の厚み方向に貫通して形成されている。貫通孔26の数および位置は特に限定されない。ただし、電池モジュール20同士の相対的な回転を防止するためには、貫通孔26の数は複数であることが好ましく、また、ロッド部材による電気化学セルの損傷を防止するためには、貫通孔26の位置は収容ケース21の周縁部であることが好ましい。
In the vicinity of the four corners of the
収容ケース21内に配置される電気化学セルとしては、リチウムイオン二次電池として構成されたフィルム外装電池であってもよい。フィルム外装電池は、一般に、複数の正極と複数の負極とがセパレータを介して交互に重ね合わせられた電池要素を有し、この電池要素が電解液とともにラミネートフィルムなどの外装フィルム内に封入された構成を有している。1つの電気化学セルの電圧は、例えば、3.0V〜4.0Vの範囲内であってもよい。収容ケース21内の複数の電気化学セルは、すべてが直列接続されていてもよいし、直列接続と並列接続との組み合わせであってもよい。具体的な配置は限定されるものではないが、例えば、2〜4個の電気化学セルをその厚み方向に積層した状態で収容ケース21内に収納されていてもよい。より詳細には、充電保護装置との理論上の親和性から、2のべき乗個(例えば、2個、4個)の電気化学セルを内蔵した構成とすることができる。
The electrochemical cell disposed in the
なお、家庭用蓄電池では、電力会社から一般家庭に供給される交流電力と同様の単相三線式AC200Vを出力する必要があるため、複数の電気化学セルを直列接続したものを内蔵する。特に、ラミネート型リチウムイオン電池(フィルム外装電池)は薄くかつ軽量であるため、多直列化に有利であることから家庭用蓄電装置に利用されている。単相三線式AC200Vを出力するためには、装置内部で電池を直列に接続することでDC200V程度まで昇圧することが、パワーコンディショナ(PCS:Power Conditioner System)における効率を最大化するために好ましい。従って、平均電圧4V程度の電池モジュールを用いる場合、蓄電装置全体における電気化学セルの直列数を64直列とした構成、あるいは32直列のユニットを2個直列接続した構成を採用してもよい。これは、4直列の電池モジュールを用いる場合、蓄電装置が、16個の電池モジュールが直列接続された1個の蓄電池ユニットを有する構成、あるいは8個の電池モジュールが直列接続された2個の蓄電池ユニットを直列接続した構成に相当する。 In addition, since it is necessary to output single-phase three-wire AC200V similar to the alternating current power supplied from an electric power company to a general household in a household storage battery, the thing which connected the some electrochemical cell in series is incorporated. In particular, a laminate-type lithium ion battery (film-clad battery) is thin and lightweight, and is advantageous for multi-series use, and thus is used for a household power storage device. In order to output a single-phase three-wire AC200V, it is preferable to boost the voltage to about DC200V by connecting batteries in series in the apparatus in order to maximize the efficiency in the power conditioner (PCS). . Therefore, when a battery module having an average voltage of about 4 V is used, a configuration in which the number of electrochemical cells in the entire power storage device is 64 in series or a configuration in which two 32 series units are connected in series may be employed. This is because, when using 4 series battery modules, the power storage device has one storage battery unit in which 16 battery modules are connected in series, or 2 storage batteries in which 8 battery modules are connected in series. This corresponds to a configuration in which units are connected in series.
以下、これらの主要な構成要素などについて詳細に説明する。 Hereinafter, these main components will be described in detail.
(ハウジング)
ハウジング50は、第1ケース51および第2ケース56を有する。第1ケース51および第2ケース56は、互いに向き合わせて配置されて電池アセンブリ30を収容することができるように構成されていれば任意の形状であってよい。また、第1ケース51および第2ケース56は、細部の形状が多少異なっていてもよいが、その全体的な形状を同一に形成することができる。以下、その形状の詳細について、第1ケース51を例に挙げて説明する。第1ケース51は、1枚の板材をプレス加工(一例として、深絞りプレス加工)で形成することができ、全体としてバスタブのような形状、別の言い方をすれば、所定深さの継ぎ目の無いカップ部を備えた形状となっている。
(housing)
The
より詳しくは、第1ケース51は、カップ部の底面に相当するカバー面と、そのカバー面の周縁部から延びる4つの側面と、側面の端部に形成されたフランジ部とを有している。カバー面と各側面との接続部、および隣接する側面同士の接続部は、なだらかに湾曲したR部として形成されている。プレス加工によってこのような形状を良好に形成するために、この湾曲部の曲率半径は25mm以上(一例で、材質厚みが1.5mm以上2.5mm以下)であってよく、より具体的には30mm以上であってもよい。
More specifically, the
第1ケース51および第2ケース56の材質は、例えば圧延鋼板、ステンレス鋼板等を利用することができる。第1ケース51および第2ケース56の材質の厚みとしては、最終的なモジュールのサイズ等にもよるが、例えば1.2mm〜2.0mmの範囲内とすることができる。
As the material of the
カバー面は、特に加工が施されていない平坦面であってもよいし、凹凸状に加工されていてもよい。このような凹凸形状は、種々の観点から設計し得るものであり、例えば、剛性および放熱性の向上を意図して形成されるものであってもよい。側面は、カバー面に対して実質的に垂直に形成されたものであってもよいし、または1°〜3°程度の抜きテーパが付けられていてもよい。 The cover surface may be a flat surface that is not particularly processed, or may be processed into an uneven shape. Such a concavo-convex shape can be designed from various viewpoints, and may be formed with the intention of improving rigidity and heat dissipation, for example. The side surface may be formed substantially perpendicular to the cover surface, or may have a taper of about 1 ° to 3 °.
フランジ部は、1つの仮想基準面(不図示)内で延在するように平面状に形成されており、全体の輪郭形状は長方形となっている。第1ケース51のフランジ部と第2ケース56のフランジ部とを付き合わせて固定することで、両ケース間に1つの密閉空間が形成される。フランジ部同士は、固定ねじ、溶接、リベット等で固定することができる。必要に応じて、フランジ部に固定ねじ等を通すための挿通孔が複数形成されていてもよい。挿通孔は、プレス加工により形成してもよいし、またはドリル等による二次加工で形成してもよい。
The flange portion is formed in a planar shape so as to extend within one virtual reference plane (not shown), and the entire contour shape is rectangular. By attaching and fixing the flange portion of the
本形態のようにハウジング50内が密閉空間とされる場合、仮に何らかの原因で内部の電池セルが発火したような場合であっても、ハウジング50内で自己消火させることができるという作用効果がある。これにより、電池ユニット10、ひいてはこれを用いた蓄電池装置の発火、延焼を防止することができる。十分な密閉性を確保するために、第1ケース51および第2ケース56の少なくとも一方のフランジ部に、その全周にわたって溝を形成し、その溝により形成される空間内に、リールリング、ガスケット等のシール部材を配置することが好ましい。あるいは、溝が形成されていないフランジ部でシール部材を挟んで密閉性を確保してもよい。自己消火性が必要ない場合は、ハウジング50は密閉性を有していなくてもよい。
When the inside of the
(電池アセンブリ)
電池アセンブリ30は、少なくとも1つの電池モジュール20を有するアセンブリである。図1に示した形態では、8個の電池モジュール20がその厚み方向に並べられて(積層されて)いる。電池アセンブリ30は、図3に一部の電池モジュール20を省略して示すように、積層された複数の電池モジュール20の積層方向両端に配置された2つのサイドプレート31、32および中間部分に配置されたミドルプレート33をさらに有する。ただし、これらのプレートは、場合によっては省略することができる。
(Battery assembly)
The
サイドプレート31、32およびミドルプレート33は、電池モジュール20をその厚み方向から押さえる役割と、電池モジュール20を第1ステイ45および第2ステイ46に固定する役割とを有し、例えば板金部材のプレス加工によって形成することができる。後者の役割を果たすため、サイドプレート31、32およびミドルプレート33は、対向する2辺から延出する延出部31a、32a、33aを有している。延出部31a、32a、33aの先端側には、固定ねじを通すための孔が形成された固定部が形成されており、この部分でサイドプレート31、32およびミドルプレート33が、第1ステイ45、第2ステイ46に固定される。なお、図3では、一方のサイドプレート32およびミドルプレート33について、一方の延出部32a、33aのみが示される。
The
サイドプレート31、32およびミドルプレート33の大きさは、例えば、各電池モジュール20と同じ大きさであってもよいし、それより一回り大きいものであってもよい。サイドプレート31、32およびミドルプレート33には、電池モジュール20の貫通孔26(図2参照)に対応する位置に、それぞれ貫通孔31b、32b、33bが形成されている。各プレート31〜33の貫通孔31b、32b、33bおよび電池モジュール20の貫通孔26にロッド部材が挿通され、これによって複数の電池モジュール20同士の位置が固定される。ロッド部材は、ボルト34およびナット35を含んだ構成とすることができ、例えば図4に示すように、ボルト34を、一方のサイドプレート31、複数の電池モジュール20、ミドルプレート33、残りの複数の電池モジュール20および他方のサイドプレート32の順番で貫通孔に通し、先端部でナット35を締め付けることで電池モジュール20を固定することができる。
The sizes of the
電池アセンブリ30における電池モジュール20の電気的接続は、直列接続であってもよいし、直列接続と並列接続との組み合わせであってもよい。電気的接続は、バスバーおよびケーブル等を用いて行うことができる。また、電池アセンブリ30は、電池モジュール20の温度を測定する少なくとも1つの温度センサを有していてもよい。
The
一方のサイドプレート31の表面には、図1および図4に示すように、電装部品39が取り付けられている。電装部品39は、回路基板、および回路基板に実装された各電池モジュール20の充放電などを制御するための回路を構成する電気部品および/または電子部品等を有して構成されている。電装部品39は、他方のサイドプレート32に取り付けられていてもよいし、両方のサイドプレート31、32に取り付けられていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 4, an
電池アセンブリ30は、図1に示すように、電力取り出し用の電力用接続部37と、温度センサ等の検出信号を外部に取り出すための信号用接続部38とをさらに有することができる。これらの接続部37、38に対して電気的接続を行うために、例えば第2ケース56に開口部を形成し、そこに所定のコネクタが取り付けられるようになっていてもよい。このコネクタとしては、蓄電池ユニット10が屋外に設置されることを考慮して、防水機能を備えたコネクタを利用することが好ましい。
As shown in FIG. 1, the
電池アセンブリ30は、第1ケース51または第2ケース56の何れか一方に固定される。本形態では、電池アセンブリ30は、第1ステイ45および第2ステイ46を介して第2ケース56に固定されている。以下、電池アセンブリ30が第2ケース56に固定される場合を例に挙げて説明するが、以下の説明における第2ケース56を第1ケース51に置き換え、電池アセンブリ30が第1ケース51に固定された構造とすることもできる。
The
第1ステイ45および第2ステイ46は、例えば、金属板を階段状に折り曲げた部材で構成することができる。本形態における具体的な形状としては、図5に示すように、第2ケース56の側面に沿って延びる固定面45a、46aと、その固定面45a、46aの下端から折れ曲がり、複数のねじ孔が形成された取り付け面45b、46bと、取り付け面45b、46bの端部から第2ケース56のカバー面に向かって折れ曲がった接続面45c、46cと、接続面45c、46cの下端から折れ曲がってカバー面に沿って延びる固定面45d、46dと、を有している。これらの面を有することは、第1ステイ45および第2ステイ46に共通であるが、その具体的な形状や位置などは互いに異なっていてもよい。
The
第2ケース56の内面へは、第1ステイ45および第2ステイ46の上記2つの固定面45a、45d、46a、46dが、第2ケース56の内面、具体的には側面およびカバー面に固定される。その固定方法は任意の方法であってよいが、密閉性を確保するためには、第2ケース56への貫通孔等の形成が不要である、溶接による固定が好ましい。
The two fixing
第1ステイ45および第2ステイ46への電池アセンブリ30の固定は、図3に示したサイドプレート31、32およびミドルプレート33に設けられた固定部を利用することができる。これら固定部と、第1ステイ45および第2ステイ46の取り付け面45b、46bとを、例えば固定ねじ等により固定することで、電池アセンブリ30は、第2ケース56に固定される。
The
図1および図4に示すように、サイドプレート31、32は、第1ケース51と第2ケース56とが向き合う方向における両端部に折り曲げ部31c、32cを有する。これら折り曲げ部31c、32cは、サイドプレート31、32の端部の、電池アセンブリ30の外側への曲げ加工によって形成することができる。これら折り曲げ部31c、32cは、第1ケース51および第2ケース56が向き合う方向と交差する方向、一例として垂直な方向にハウジング50に向かって突出する板状の突出部を構成する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
本形態における折り曲げ部31c、32cの寸法等について、一方のサイドプレート31の、第1ケース51側に位置する折り曲げ部31cを例に挙げて、図6を参照しつつ説明する。
The dimensions and the like of the
図6に示すように、積層された複数の電池モジュール20のうち最も外側の電池モジュール20の主面を基準面とする。このとき、電池モジュール20の厚み方向における基準面から折り曲げ部31cの先端までの高さである突出高さH2は、同じく基準面から電装部品39の先端までの高さよりも高い。言い換えれば、折り曲げ部31cは電装部品39よりも突出している。
As shown in FIG. 6, the main surface of the
上記のとおり構成された蓄電池ユニット10では、電池アセンブリ30が第2ケース56に固定されているので、輸送中などに振動や衝撃による外力が作用すると、電池アセンブリ30には慣性による力が働く。その慣性による力の大きさによっては、電池アセンブリ30は固定された側と反対側の端部が大きく揺れ、さらにはハウジング50の内面に衝突するなどして、場合によっては電池モジュール20の変形を生じさせることもある。電池モジュール20の変形は、電池モジュール20を構成している化学電池セルの特性にも影響を与える可能性がある。
In the
本形態では、上述したとおり、サイドプレート31、32に折り曲げ部31c、32cが形成されているので、電池アセンブリ30が、振動や衝撃などにより例えば図4の左右方向に揺れると、折り曲げ部31c、32cの先端が第1ケース51の内面に当接し、電池アセンブリ30はそれ以上動かない。このようにして電池アセンブリ30の小さくすることで、蓄電池ユニット10の輸送中などの振動や衝撃などによる電池モジュール20の変形を抑制することができる。しかも、ハウジング50内での電池アセンブリ30の動きを抑制するために新たに電池アセンブリ30とハウジング50との固定構造を追加する必要はなく従来と同様の固定構造を採用することができるので、固定構造が複雑になることはない。
In this embodiment, as described above, the
また、折り曲げ部31cは電装部品39が設けられた側に形成され、かつ、電装部品39よりも突出した高さを有しているので、電池アセンブリ30の揺れによる電装部品39とハウジング50との衝突が防止される。その結果、電池モジュール20の変形防止と同時に、電装部品39の保護をも達成することができる。
In addition, the
蓄電池ユニット10に振動や衝撃が作用したときの電池アセンブリ30の揺れる量をできるだけ小さくするためには、電池モジュール20の厚み方向での折り曲げ部31c、32cとハウジング50の内面とのクリアランスC(図6参照)は、できるだけ小さいことが好ましい。ただし、このクリアランスが小さすぎると、ハウジング50への電池アセンブリ30の組み込み作業が難しくなる。これらを考慮すると、電池モジュール20の厚み方向での折り曲げ部31c、32cとハウジング50の内面とのクリアランスCは、3mm〜20mmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは5mm〜10mmである。
In order to minimize the amount of shaking of the
ロッド部材が挿通される電池モジュール20の貫通孔の直径は、振動や衝撃等により電池モジュール20が揺れた場合であってもロッド部材が電池モジュール20に干渉しないように、ロッド部材の直径に対して、例えば2mm〜4mm程度大きいことが好ましい。これにより、電池モジュール20が揺れた際の、ロッド部材による電池モジュール20の損傷を防止することができる。
The diameter of the through hole of the
上述した例では、突出部をサイドプレート31、32の折り曲げ部31c、32cによって構成した例を示したが、サイドプレート31、32上に接合された、サイドプレート31、32とは別の部材によって突出部を構成することもできる。この場合、突出部を構成する部材とサイドプレート31、32との接合手段としては、溶接、あるいはビス止めなど、任意の接合手段を採用することができる。また、第2突出部を構成する部材とサイドプレート31、32とは同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
In the example described above, the example in which the protruding portion is configured by the
また、図示した例では、突出部が、サイドプレート31、32の第1ケース51側の端部および第2ケース56側の端部の両方の端部に設けられた例を示した。しかし、第2ケース56側の端部は、電池アセンブリ30が第2ケース56に固定されていることから、電池アセンブリ30は殆ど動かないため、第1ケース51側の端部のみに突出部を設けてもよい。さらに、突出部は両方のサイドプレート31、32に設けられている必要はなく、少なくとも一方、特に電装部品39が取り付けられている側に設けられていればよい。
In the illustrated example, the example in which the protruding portions are provided at both the end portions on the
(蓄電装置)
次に、上述した蓄電池ユニット10を利用した蓄電装置の一例について、図7を参照して説明する。
(Power storage device)
Next, an example of a power storage device using the above-described
図7に示すように、蓄電装置1は、蓄電池ユニット10と、ジャンクションボックス200と、パワーコンディショナ300(PCS:Power Conditioner System)300と、それらを保持するフレーム80とを備えている。蓄電装置1は、一例として、店舗や家庭で使用される定置用の蓄電システムとして構成されたものであってもよい。図示した例では、蓄電装置1は2つの蓄電池ユニット10を備えているが、その数は1つであってもよいし、3個以上であってもよい。
As shown in FIG. 7, the power storage device 1 includes a
ジャンクションボックス200は、各種ケーブルの接続部や配線用遮断器などの機器を有する部分であり、収納ボックス201内にそれらを収納している。詳細な図示は省略するが、ジャンクションボックス200には、系統電力へと接続するケーブルや家庭内(一例)の電力系へと接続するケーブル等が接続される。
The
パワーコンディショナ300は、直流と交流とを互いに変換する機能や、蓄電装置の充放電の動作を制御する機能を有する部分である。具体的には、パワーコンディショナ300は、蓄電池を充電するために商用電源からの交流電流を直流に変換したり(充電時)、また、蓄電された電力を利用する際に蓄電池からの直流電流を交流電流に変換したりするための機器を収納ケース301内に有し、また、制御回路であるバッテリーマネジメントシステム(BMU:Battery Management System)等の機器も内蔵している。パワーコンディショナ300内の所定の機器とジャンクションボックス200内の所定の機器とは不図示の配線(信号線、電力線)により電気的に接続される。
The
なお、これらの機器に関しては従来公知のものを利用することもできる。バッテリーマネジメントシステムは、例えば、各セルの充放電の制御や、電圧や温度などをモニタしバッテリーを管理する機能を有する。具体的には、リアルタイムに各セルの総電圧及び残容量等を算出し、必要に応じて、所定の表示デバイスに表示するようなものであってもよい。また、過放電及び過充電に対する警告を行うようなものであってもよい。 In addition, a conventionally well-known thing can also be utilized regarding these apparatuses. The battery management system has, for example, a function of managing the battery by controlling charge / discharge of each cell and monitoring voltage and temperature. Specifically, the total voltage and the remaining capacity of each cell may be calculated in real time and displayed on a predetermined display device as necessary. Further, a warning for overdischarge and overcharge may be performed.
フレーム80は、機器を保持するフレーム本体部85と、その下部に設けられた脚部89L、89Rとを有している。フレーム80の材質は特に限定されるものではないが、例えば金属製である。本実施形態では、一例として、フレーム本体部85の上段にジャンクションボックス200およびパワーコンディショナ300が保持され、下段に2つの蓄電池ユニット10が保持されるようになっている。蓄電池ユニット10は、後述するとおり電池を内蔵した重量物であるため、これらを低い位置に配置するということは装置全体の重心を低くすることができるという点で有利であるが、本発明はこのような配置に限定されるものではない。
The
脚部89L、89Rは、所定の設置位置に対して固定される部位として設けられていてもよい。例えば、脚部89L、89Rに、蓄電装置の設置位置に設けられたアンカーボルト(不図示)と通すためのボルト通し孔(不図示)が形成されていてもよい。
The
図示は省略するが、蓄電装置1は装置全体を覆うような外装カバーを備えていてもよい。外装カバーは一例でフレーム80に対して取り付けられるものであってもよい。
Although illustration is omitted, the power storage device 1 may include an exterior cover that covers the entire device. The exterior cover may be attached to the
本明細書は、以下に記載の発明を開示する。 The present specification discloses the invention described below.
1. 対向する一対の主面(22)を有する少なくとも1つの電池モジュール(20)と、前記主面(22)の対向する方向から前記電池モジュール(20)を挟む一対のプレート(31、32)と、を含む電池アセンブリ(30)と、
前記電池アセンブリ(30)を収容するように互いに向き合って配置された2つのケース部材(51、56)を備えたハウジング(50)と、を有し、
前記電池アセンブリ(30)は、前記電池モジュール(20)の主面(22)が、前記2つのケース部材(51、56)が向き合う方向に平行になるように前記2つのケース部材(51、56)の何れか一方に固定され、前記一対のプレート(31、32)のうち少なくとも一方は、前記2つのケース部材(51、56)が向き合う方向において、少なくとも前記電池アセンブリ(30)が固定されたケース部材と反対側の端部に、前記2つのケース部材(51、56)が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジング(50)に向かって突出する突出部(31c)を有する蓄電池ユニット(10)。
1. At least one battery module (20) having a pair of opposing main surfaces (22), and a pair of plates (31, 32) sandwiching the battery module (20) from the opposing direction of the main surface (22); A battery assembly (30) comprising:
A housing (50) with two case members (51, 56) disposed facing each other to accommodate the battery assembly (30);
The battery assembly (30) includes the two case members (51, 56) such that a main surface (22) of the battery module (20) is parallel to a direction in which the two case members (51, 56) face each other. ), And at least one of the pair of plates (31, 32) has at least the battery assembly (30) fixed in a direction in which the two case members (51, 56) face each other. A storage battery unit (10) having a protrusion (31c) protruding toward the housing (50) in a direction intersecting the direction in which the two case members (51, 56) face each other at the end opposite to the case member. .
2. 前記突出部は、前記プレート(31、32)の折り曲げによって形成された折り曲げ部(31c、32c)で構成される上記1に記載の蓄電池ユニット(10)。 2. The storage battery unit (10) according to the above (1), wherein the protruding portion is formed of a bent portion (31c, 32c) formed by bending the plate (31, 32).
3. 前記電池アセンブリ(30)は、前記一対のプレート(31、32)の少なくとも一方のプレート(31)の表面に取り付けられた電装部品(39)をさらに有し、前記突出部(31c)は、前記電装部品(39)よりも突出している上記1または2に記載の蓄電池ユニット(10)。 3. The battery assembly (30) further includes an electrical component (39) attached to a surface of at least one plate (31) of the pair of plates (31, 32), and the protrusion (31c) 3. The storage battery unit (10) according to the above 1 or 2, which protrudes from the electrical component (39).
4. 前記電池モジュール(20)の厚み方向での前記突出部(31c、32c)と前記ハウジング(50)の内面とのクリアランスは3〜20mmである上記1から3のいずれかに記載の蓄電池ユニット(10)。 4). The storage battery unit (10) according to any one of (1) to (3), wherein a clearance between the protrusion (31c, 32c) and the inner surface of the housing (50) in the thickness direction of the battery module (20) is 3 to 20 mm. ).
5. 前記電池アセンブリ(30)は、前記電池モジュール(20)の厚み方向に積層された複数の前記電池モジュール(20)を有し、前記一対のプレート(31、32)および前記複数の電池モジュール(20)をその厚み方向に貫通して固定するロッド部材(34、35)をさらに有する上記1から4のいずれかに記載の蓄電池ユニット(10)。 5. The battery assembly (30) includes a plurality of the battery modules (20) stacked in the thickness direction of the battery module (20), and the pair of plates (31, 32) and the plurality of battery modules (20). The storage battery unit (10) according to any one of (1) to (4), further including a rod member (34, 35) for penetrating and fixing the) in the thickness direction.
6. 上記1から5のいずれかに記載の少なくとも1つの蓄電池ユニット(10)を有する蓄電装置(1)。 6). The electrical storage apparatus (1) which has at least 1 storage battery unit (10) in any one of said 1-5.
1 蓄電装置
10 蓄電池ユニット
20 電池モジュール
21 収容ケース
22 主面
23、24 側面
25a、25b 端子
26 貫通孔
30 電池アセンブリ
31、32 サイドプレート
33 ミドルプレート
34 ボルト
35 ナット
37 電力用接続部
38 信号用接続部
39 電装部品
45 第1ステイ
46 第2ステイ
50 ハウジング
51 第1ケース
56 第2ケース
80 フレーム
200 ジャンクションボックス
300 パワーコンディショナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記電池アセンブリを収容するように互いに向き合って配置された2つのケース部材を備えたハウジングと、を有し、
前記電池アセンブリは、前記電池モジュールの主面が、前記2つのケース部材が向き合う方向に平行になるように前記2つのケース部材の何れか一方に固定され、前記一対のプレートのうち少なくとも一方は、前記2つのケース部材が向き合う方向において、少なくとも前記電池アセンブリが固定されたケース部材と反対側の端部に、前記2つのケース部材が向き合う方向と交差する方向に前記ハウジングに向かって突出する突出部を有する蓄電池ユニット。 A battery assembly comprising: at least one battery module having a pair of opposing main surfaces; and a pair of plates sandwiching the battery module from the opposing direction of the main surfaces;
A housing having two case members disposed to face each other so as to accommodate the battery assembly;
The battery assembly is fixed to one of the two case members such that a main surface of the battery module is parallel to a direction in which the two case members face each other, and at least one of the pair of plates includes: In the direction in which the two case members face each other, at least the end opposite to the case member to which the battery assembly is fixed protrudes toward the housing in a direction crossing the direction in which the two case members face each other A storage battery unit.
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---|---|
JP (1) | JP2016096082A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107046111A (en) * | 2017-01-20 | 2017-08-15 | 惠州市亿能电子有限公司 | A kind of battery system and its production technology with entity structure |
JP2018181782A (en) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 積水化学工業株式会社 | Storage battery unit |
DE102018214613A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Robert Bosch Gmbh | Battery pack |
JP2020087912A (en) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Case used for battery pack and battery pack |
US11061074B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-07-13 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Battery measurement device and battery monitoring system |
US11289744B2 (en) | 2017-09-21 | 2022-03-29 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Battery unit, battery monitoring system, and battery replacement method |
CN114824614A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-29 | 盐城国投中科新能源科技有限公司 | Starting battery |
JP2022145119A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 積水化学工業株式会社 | Power storage element unit, building and housing |
JP2022187816A (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-20 | Tdk株式会社 | storage battery system |
JP2023072920A (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-25 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | battery pack |
JP2023528923A (en) * | 2020-10-19 | 2023-07-06 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery racks, power storage, and data storage |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013061869A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
JP2013168356A (en) * | 2012-01-16 | 2013-08-29 | Lithium Energy Japan:Kk | Power supply device |
JP2014139881A (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Power storage module and work machine equipped with power storage module |
-
2014
- 2014-11-14 JP JP2014232231A patent/JP2016096082A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013061869A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | 住友重機械工業株式会社 | Shovel |
JP2013168356A (en) * | 2012-01-16 | 2013-08-29 | Lithium Energy Japan:Kk | Power supply device |
JP2014139881A (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-31 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Power storage module and work machine equipped with power storage module |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107046111A (en) * | 2017-01-20 | 2017-08-15 | 惠州市亿能电子有限公司 | A kind of battery system and its production technology with entity structure |
JP2018181782A (en) * | 2017-04-21 | 2018-11-15 | 積水化学工業株式会社 | Storage battery unit |
JP7358433B2 (en) | 2017-04-21 | 2023-10-10 | 積水化学工業株式会社 | storage battery unit |
JP2022002220A (en) * | 2017-04-21 | 2022-01-06 | 積水化学工業株式会社 | Storage battery unit |
US11289744B2 (en) | 2017-09-21 | 2022-03-29 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Battery unit, battery monitoring system, and battery replacement method |
US11061074B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-07-13 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Battery measurement device and battery monitoring system |
DE102018214613A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Robert Bosch Gmbh | Battery pack |
US11043715B2 (en) | 2018-11-15 | 2021-06-22 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Casing for battery pack and battery pack |
JP2020087912A (en) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Case used for battery pack and battery pack |
US11949079B2 (en) | 2018-11-15 | 2024-04-02 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Casing for battery pack and battery pack |
US11495861B2 (en) | 2018-11-15 | 2022-11-08 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Casing for battery pack and battery pack |
US11101519B2 (en) | 2018-11-15 | 2021-08-24 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Casing for battery pack and battery pack |
JP7383180B2 (en) | 2020-10-19 | 2023-11-17 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery racks, power storage, and data storage |
JP2023528923A (en) * | 2020-10-19 | 2023-07-06 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Battery racks, power storage, and data storage |
JP2022145119A (en) * | 2021-03-19 | 2022-10-03 | 積水化学工業株式会社 | Power storage element unit, building and housing |
JP2022187816A (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-20 | Tdk株式会社 | storage battery system |
JP2023072920A (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-25 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | battery pack |
JP7492496B2 (en) | 2021-11-15 | 2024-05-29 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Battery pack |
CN114824614A (en) * | 2022-04-12 | 2022-07-29 | 盐城国投中科新能源科技有限公司 | Starting battery |
CN114824614B (en) * | 2022-04-12 | 2024-06-18 | 盐城国投中科新能源科技有限公司 | Start battery |
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