JP2014182941A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電素子をできるだけ密に配置することで、蓄電容量を維持しつつ、全長を短くすることができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄電装置は、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備え、該複数のスペーサのそれぞれは、スペーサ本体と、該スペーサ本体から延出し、延出方向において該スペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部とを備え、該保持部は、該蓄電素子の該端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備え、スペーサ本体は、第一方向において係止部に対応した箇所に受け部を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、電池セル（単電池）やキャパシタなどの蓄電素子であって、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備える蓄電装置に関する。

この種の蓄電装置として、第一方向に整列される複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサと、複数の蓄電素子及び複数のスペーサを保持するフレームとを備えたものが知られている（特許文献１）。

特許文献１に記載されたスペーサは、スペーサ本体と、該スペーサ本体から延出し、延出方向においてスペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部（特許文献１の図５及び図７の「保持部材３０」、「抑え片３２」、「ホルダ舌片３３」、「取付フレーム３８」）とを備えている。さらに、保持部の一部（「抑え片３２」、「ホルダ舌片３３」、「取付フレーム３８」）は、蓄電素子の端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備えている。

ここで、スペーサの設計によっては、蓄電素子を保持するための係止部があると、この係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たってしまうことがある。このため、スペーサ本体の厚みに係止部の厚みを加えて蓄電素子間に離隔を設けなければならなくなるが、そうなると、隣り合う蓄電素子間には、係止部の厚み分だけ無駄なスペースが生じることになる。

特開２０１２−６４３５６号公報

そこで、本発明は、複数の蓄電素子をできるだけ密に配置することで、蓄電容量を維持しつつ、全長を短くすることができる蓄電装置を提供することを課題とする。

本発明に係る蓄電装置は、
第一方向に整列される複数の蓄電素子と、
隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備え、
該複数のスペーサのそれぞれは、
スペーサ本体と、
該スペーサ本体から延出し、延出方向において該スペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部とを備え、
該保持部は、該蓄電素子の該端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備え、
スペーサ本体は、第一方向において係止部に対応した箇所に受け部を備える。

かかる構成によれば、複数の蓄電素子がその間にスペーサを配置しつつ整列されるに際し、各スペーサの保持部の係止部は、保持部が延出する方向にある隣のスペーサのスペーサ本体の受け部に受け入れられる。そのため、係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たってしまうことはない。これにより、複数の蓄電素子をその間にスペーサを密着させて整列させることができる。

ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
複数の蓄電素子の少なくとも一部に接触する冷却装置であって、冷媒に熱伝導させて複数の蓄電素子を冷却する冷却装置をさらに備える
ようにすることができる。

かかる構成によれば、冷却装置に対する蓄電素子の配置密度を上げた方がより好ましい。受け部がなければ、係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たるという問題が生じて、配置密度向上の妨げとなる。スペーサ本体に受け部が形成される意義は、冷却装置を用いた冷却方式にとって非常に意義が大きい。

また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
スペーサ本体の少なくとも一方の面は、蓄電素子に当接する平坦面である
ようにすることができる。

かかる構成によれば、スペーサのコスト低減のため、スペーサ本体の少なくとも一方の面が平坦面とされることがある。この場合、受け部がなければ、係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たりやすくなってしまう。スペーサ本体に受け部が形成される意義は、少なくとも一方に平坦面を有するスペーサ本体である場合に非常に意義が大きい。

また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
受け部は、スペーサ本体を貫通する開口であり、
係止部は、受け部の少なくとも一部を塞いでいる
ようにすることができる。

かかる構成によれば、受け部は開口であっても、その少なくとも一部が係止部に塞がれ、異物が受け部に入り込まないか、入り込みにくくなっている。そのため、受け部に異物が溜まりにくくなっている。これにより、隣り合う蓄電素子間の絶縁性が損なわれることはなく、また、隣り合う蓄電素子間で短絡が生じるおそれはない。

また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
第一方向と直交する面に沿った受け部の断面形状は、第一方向と直交する面に沿った係止部の断面形状と同じ又は僅かに大きい
ようにすることができる。

かかる構成によれば、係止部を受け入れた受け部に隙間が生じなくできるか、できるだけ隙間が生じないようにすることができる。隙間が大きいと、受け部がスペーサ本体を貫通する開口であるとした場合、スペーサによって絶縁された隣り合う蓄電素子間に非絶縁部が形成されてしまう。あるいは、スペーサによって絶縁された隣り合う終端部材（次に述べる）及び蓄電素子間に非絶縁部が形成されてしまう。しかしながら、隙間がない、あるいは小さいことで、このような非絶縁部を実質的に無くすことができる。

また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
第一方向において複数の蓄電素子を挟み込む一対の終端部材を備え、
第一方向において両端に位置する二つの蓄電素子のそれぞれと一対の終端部材のそれぞれとの間にもスペーサが配置されている
ようにすることができる。

かかる構成によれば、隣り合う終端部材及び蓄電素子間に配置されたスペーサのスペーサ本体の受け部に、その隣に配置されたスペーサの保持部の係止部が受け入れられる。そのため、隣り合う終端部材及び蓄電素子も互いに密に配置することができる。

また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
保持部は、蓄電素子の端部のうち、蓄電素子の角部と角部との間を保持するものである
ようにすることができる。

また、本発明に係る蓄電装置のさらに別の態様として、
保持部は、異なる箇所にて蓄電素子の端部を保持する少なくとも二つの保持部を備え、
受け部は、該保持部の数に応じて複数設けられている
ようにすることができる。

以上のように、本発明によれば、複数の蓄電素子をできるだけ密に配置することで、蓄電容量を維持しつつ、全長を短くすることができるという優れた効果を奏し得る。

図１は、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールの斜視図を示す。 図２は、同電池モジュールの正面図を示す。 図３は、同電池モジュールの側面図を示す。 図４は、同電池モジュールの平面図を示す。 図５は、同電池モジュールの分解斜視図を示す。 図６（ａ）は、同電池モジュールにおけるスペーサを一方側から見た斜視図、図６（ｂ）は、スペーサを反対側から見た斜視図、を示す。 図７は、スペーサの正面図を示す。 図８（ａ）は、スペーサに保持された電池セルを一方側から見た斜視図、図８（ｂ）は、スペーサに保持された電池セルの正面図、を示す。 図９（ａ）は、スペーサに保持された電池セルを二つ並べた状態の平面図、図９（ｂ）は、スペーサに保持された電池セルを二つ並べた状態のＸＺ平面に沿った要部拡大断面図、を示す。 図１０（ａ）は、スペーサに保持された電池セルを二つ並べた状態の背面図、図１０（ｂ）は、スペーサに保持された電池セルを二つ並べた状態のＸＹ平面に沿った要部拡大断面図、を示す。 図１１（ａ）は、同電池モジュールにおける終端部材を一方側から見た斜視図、図１１（ｂ）は、終端部材を反対側から見た斜視図、を示す。 図１２（ａ）は、スペーサと一方の終端部材とが合わさった状態の一方側から見た斜視図、図１２（ｂ）は、スペーサと一方の終端部材とが合わさった状態のＹＺ平面に沿った断面図、を示す。 図１３（ａ）は、スペーサと他方の終端部材とが合わさった状態の一方側から見た斜視図、図１３（ｂ）は、スペーサと他方の終端部材とが合わさった状態のＹＺ平面に沿った断面図、を示す。 図１４（ａ）は、スペーサと一方の終端部材とが合わさった状態のＸＺ平面に沿った要部拡大断面図、図１４（ｂ）は、スペーサと一方の終端部材とが合わさった状態のＸＹ平面に沿った要部拡大断面図、を示す。 図１５（ａ）は、スペーサと他方の終端部材とが合わさった状態のＸＺ平面に沿った要部拡大断面図、図１５（ｂ）は、スペーサと他方の終端部材とが合わさった状態のＸＹ平面に沿った要部拡大断面図、を示す。

以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、図面を参酌しつつ説明する。

図１〜図５に示すように、電池モジュール１は、第一方向に整列される複数の電池セル３と、隣り合う電池セル３間及び第一方向における複数の電池セル３の両側にそれぞれ配置される複数のスペーサ５と、複数の電池セル３及び複数のスペーサ５を保持してパッケージ化するフレーム７と、複数の電池セル３の電圧、電流又は温度の少なくとも一つを電池セル３毎に監視するセル監視回路（ＣＭＵ：Cell Monitor Unit）モジュール９とを備えている。

なお、以下においては、便宜上、第一方向をＸ方向（各図に示された直交軸のうちのＸ軸方向）といい、第一方向と直交する第二方向をＹ方向（各図に示された直交軸のうちのＹ軸方向）といい、第一方向及び第二方向と直交する第三方向をＺ方向（各図に示された直交軸のうちのＺ軸方向）という。各図においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ一方側に対し、Ｘ、Ｙ、Ｚの記号を付している。なお、Ｚ方向が鉛直方向に置かれた場合、Ｚ方向は上下方向となり、Ｙ方向は左右方向、Ｘ方向は前後方向となる。

電池セル３は、開口部を有するケース本体３１と、該ケース本体３１の開口部を塞いで密閉する蓋体３２とで構成されるケース３０を備えている。ケース３０内には、互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体（図示せず）が収容されている。電池セル３は、Ｘ方向に扁平な角形電池である。

電池セル３は、正負極一対の電極端子３３を備えている。隣り合う電池セル３は、極性が反対となるように配置され、隣り合う電池セル３の電極端子３３にはバスバー３４が取り付けられる。その上で、電極端子３３にはナット（図示しない）が螺合される。これにより、複数の電池セル３は、電気的に接続され、一つの電池を構成する。なお、複数の電池セル３のうち、Ｘ方向において両端に位置する二つの電池セル３のうち、一方の電池セル３（以下、「一端にある電池セル」という）の一方の電極端子（正極の電極端子）３３には、正極の外部端子３５が取り付けられ、他方の電池セル３（以下、「他端にある電池セル」という）の一方の電極端子（負極の電極端子）３３には、負極の外部端子３５が取り付けられている。

スペーサ５は、合成樹脂製であり、絶縁性を有している。スペーサ５は、スペーサ本体５０と、該スペーサ本体５０からＸ方向に延出し、Ｘ方向において該スペーサ本体５０と対向する電池セル３の外周端部を保持する保持部５１とを備えている。スペーサ本体５０は、電池セル３のケース３０がＸ方向から見て矩形状であるのに対応して、矩形状に形成されている。保持部５１は、スペーサ本体５０の四つの角部のそれぞれに形成された角部保持部５２と、スペーサ本体５０の三辺のそれぞれ中央部に形成された角部間保持部５３とを備えている。

なお、本実施形態に係る電池モジュールでは、電池セル３の冷却方式として、内部に（パイプを介して）水などの冷却媒体が流通する冷却プレート（ヒートシンク）に（例えば熱伝導性のゲルを介して）電池セル３が接触することで電池セル３が冷却される、いわゆる水冷式が採用されている。電池セル３間に隙間が形成されてこの隙間に空気が流通することで電池セル３が冷却される、いわゆる空冷式ではない。空冷式のスペーサであれば、空気の流路を確保するために、例えば矩形波形状の断面形状を有するスペーサ本体が用いられるが、水冷式のスペーサではその必要がないため、そして、複数の電池セル３をできるだけ密に配置して冷却プレート上により多くの電池セル３を載せるため、本実施形態では、平坦な板状のスペーサ本体５０が用いられる。これにより、スペーサ５は、隣り合う電池セル３の一方の電池セル３のケース３０のＸ方向における面がスペーサ本体５０の一方の面に当接し、且つ、隣り合う電池セル３の他方の電池セル３のケース３０のＸ方向における面がスペーサ本体５０の他方の面に当接するようにして、隣り合う電池セル３間に配置される。

角部保持部５２は、図６及び図７に示す如く、スペーサ本体５０の角部におけるＹ方向及びＺ方向の直交端縁からＸ方向の一方側及び他方側の両側に延出する延出片５２０によって構成されている。延出片５２０は、Ｘ方向における長さが電池セル３のＸ方向における厚み寸法よりも短くなるように延出している。延出片５２０の直交する二つの内面は、電池セル３の外周端部のうち、角部に当接するようになっている。

延出片５２０のうち、Ｘ方向の一方側の部分は、先端から基端側の所定幅領域で外面側から薄肉にされることで、外側段差部５２１を有している。延出片５２０のうち、Ｘ方向の他方側の部分は、先端から基端側に所定幅領域で内面側から薄肉にされることで、内側段差部５２２を有している。そこで、スペーサ５に保持された電池セル３がＸ方向に整列されると、隣り合うスペーサ５の一方のスペーサ５のそれぞれ角部保持部５２の内側段差部５２２内に、他方のスペーサ５のそれぞれ角部保持部５２の外側段差部５２１が入り込む。これにより、隣り合うスペーサ５は、Ｙ方向又はＺ方向で互いにずれることはない。

角部間保持部５３は、スペーサ本体５０の頂部（頂辺）の中央箇所に設けられた頂部保持部５３Ａと、スペーサ本体５０の左右の側部（側辺）の中央箇所に設けられた第一側部保持部５３Ｂ及び第二側部保持部５３Ｃとを備えている。頂部保持部５３Ａ、第一側部保持部５３Ｂ及び第二側部保持部５３Ｃのそれぞれは、Ｘ方向の他方側に延出する延出片５３０によって構成されている。第一側部保持部５３Ｂの延出片５３０は、Ｘ方向における長さが電池セル３のＸ方向における厚み寸法よりも僅かに長くなるように延出している。第二側部保持部５３Ｃの延出片５３０は、Ｘ方向における長さが電池セル３のＸ方向における厚み寸法よりも短くなるように延出している。

頂部保持部５３Ａ及び第一側部保持部５３Ｂのそれぞれは、その先端部に、内側に突出する突片５３１を備えている。頂部保持部５３Ａの突片５３１は、スペーサ本体５０の底部に向かって突出し、第一側部保持部５３Ｂの突片５３１は、第二側部保持部５３Ｃに向かって突出している。頂部保持部５３Ａの突片５３１は、Ｙ方向にある程度の幅を有して形成されている。第一側部保持部５３Ｂの突片５３１は、Ｚ方向に間隔を有して二つ形成されている。これら突片５３１は、スペーサ本体５０と同じ厚み又はスペーサ本体５０よりも薄い厚みを有している。

第二側部保持部５３Ｃは、その先端部に、内側に突出する突起５３２を備えている。突起５３２は、第一側部保持部５３Ｂに向かって突出している。突起５３２は、突片５３１よりはスペーサ本体５０寄りに位置している。突起５３２は、Ｚ方向に近接配置された一組がＺ方向に間隔を有して二組形成されている。

ここで、突片５３１及び突起５３２が形成されることに対し、スペーサ本体５０のうち、Ｘ方向において突片５３１及び突起５３２に対応したそれぞれの箇所には、開口５００が形成されている。スペーサ本体５０は、頂部保持部５３Ａの突片５３１に対応して形成された開口５００と、第一側部保持部５３Ｂの二つの突片５３１に対応して形成された二つの開口５００と、第二側部保持部５３Ｃの二組の突起５３２に対応して形成された二つの開口５００とを備えている。各開口５００は、スペーサ５の成型時の成型容易性及び離型時の離型性を考慮して、対応する突片５３１、突起５３２を包含する大きさに形成されている。好ましくは、ＹＺ平面に沿った各開口５００の断面形状は、対応する突片５３１のうち、開口５００に受け入れられる部分の、ＹＺ平面に沿った断面形状と同じ又は僅かに大きい。なお、「僅かに大きい」とは、絶縁性に影響が出ない程度の大きさをいい、開口５００と、突片５３１のうち、開口５００に受け入れられる部分との間に実質的に隙間がないということである。例えば、（突片５３１のうち、開口５００に受け入れられる部分の断面積）／（開口５００の断面積）が５０％以上である。なお、使用する電池モジュールの電圧によって、必要となる絶縁性が異なる。そのため、隙間の大きさは適宜変更可能である。

図８は、スペーサ５が電池セル３を保持した状態を示している。電池セル３の（ケース３０の）外周端部のうち、四つの角部のそれぞれは、角部保持部５２によって保持され、頂部は、頂部保持部５３Ａによって保持され、左右の側部は、第一側部保持部５３Ｂ及び第二側部保持部５３Ｃによって保持されている。電池セル３の頂部のうち、頂部保持部５３Ａが延出する方向における面（電池セル３のケース３０のスペーサ本体５０との対向面とは反対側の面）には、頂部保持部５３Ａの突片５３１が係止されている。電池セル３の一方の側部のうち、第一側部保持部５３Ｂが延出する方向における面には、第一側部保持部５３Ｂの突片５３１が係止されている。電池セル３の他方の側部には、第二側部保持部５３Ｃの突起５３２が当接している。これらにより、電池セル３は、スペーサ５に保持され、スペーサ５と一体化されている。

ところで、電池セル３を保持したスペーサ５は、その内側段差部５２２内に、電池セル３を保持した隣のスペーサ５の外側段差部５２１が挿入されることで、電池セル３を保持した隣のスペーサ５と一体化される。このとき、スペーサ５は、上述したとおり、隣り合う電池セル３の一方の電池セル３のケース３０のＸ方向における面がスペーサ本体５０の一方の面に当接し、且つ、隣り合う電池セル３の他方の電池セル３のケース３０のＸ方向における面がスペーサ本体５０の他方の面に当接するようにして、隣り合う電池セル３間に配置される。この場合、頂部保持部５３Ａの突片５３１や第一側部保持部５３Ｂの突片５３１があると、これら突片５３１が隣のスペーサ５のスペーサ本体５０に当たり、電池セル３のケース３０のＸ方向における面をスペーサ本体５０の一方の面に当接させることができない。しかしながら、隣のスペーサ５のスペーサ本体５０の該当箇所には開口５００が形成されている。そのため、頂部保持部５３Ａの突片５３１は、図９に示す如く、隣のスペーサ５のスペーサ本体５０の頂部に形成された開口５００内に入り込み、第一側部保持部５３Ｂの突片５３１は、図１０に示す如く、隣のスペーサ５のスペーサ本体５０の側部に形成された開口５００内に入り込み、これら突片５３１が隣のスペーサ５のスペーサ本体５０に当たることはない。そのため、複数の電池セル３をその間にスペーサ５を密着させて整列させることができる。

図１〜図５に戻り、フレーム７は、Ｘ方向における複数の電池セル３の両側に配置され且つＸ方向において複数の電池セル３及び複数のスペーサ５を挟み込む一対の終端部材７０（いわゆるエンドプレート）と、該一対の終端部材７０同士を連結し、複数の電池セル３及び複数のスペーサ５を一体に緊締する連結部材７５とを備えている。

終端部材７０は、例えば鋳造によって形成された、例えばアルミなどの金属製である。終端部材７０は、終端部材本体７１と、該終端部材本体７１の下部からＸ方向外方に突出する脚部７２とを備えている。終端部材本体７１は、スペーサ本体５０と同様、電池セル３のケース３０がＸ方向から見て矩形状であるのに対応して、矩形状に形成されている。終端部材７１は、矩形状の枠部と、該枠部内に形成された格子形状のリブとで構成され、Ｘ方向にある程度の厚みを有しながらも、軽量であり、剛性を有している。

終端部材本体７１の側部には、後述するボルト（締結部材）８５のネジ部が螺入される雌ネジ７１０がＹ方向に沿って形成されている。雌ネジ７１０は、終端部材本体７１のＹ方向における一方の側部及び他方の側部（以下、単に「一側部」、「他側部」という）のそれぞれにおいて、Ｚ方向に互いに間隔を有して一対設けられている。

一側部における一対の雌ネジ７１０は、Ｚ方向における終端部材本体７１の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一側部において、一方の雌ネジ７１０は、一側部のＺ方向における一端側に形成され、他方の雌ネジ７１０は、一側部のＺ方向における他端からＺ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一側部において、一方の雌ネジ７１０は、一側部のＺ方向における一端側に配置され、他方の雌ネジ７１０は、一方の雌ネジ７１０との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、一側部のＺ方向における他端との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。

また、他側部における一対の雌ネジ７１０は、Ｚ方向における終端部材本体７１の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、他側部において、一方の雌ネジ７１０は、他側部のＺ方向における他端側に形成され、他方の雌ネジ７１０は、他側部のＺ方向における一端からＺ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、他側部において、一方の雌ネジ７１０は、他側部のＺ方向における他端側に配置され、他方の雌ネジ７１０は、一方の雌ネジ７１０との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、他側部のＺ方向における一端との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。

さらには、一側部における一対の雌ネジ７１０と、他側部における一対の雌ネジ７１０とは、Ｙ方向及びＺ方向における終端部材本体７１の中心点を基準として、点対称位置に形成されている。

図１１に示す如く、終端部材本体７１の頂部７１１には、凸条７１２が形成されている。凸条７１２は、Ｘ方向に所定幅を有し、Ｙ方向に沿って且つ終端部材本体７１のＹ方向における一端から他端にかけて形成されている。凸条７１２は、終端部材本体７１のＸ方向における外面と面一に形成されている。

終端部材本体７１の頂部７１１には、座７１３がＺ方向に突出して形成されている。座７１３は、終端部材本体７１の頂部７１１の両端よりも若干内側に形成されている。座７１３は、セル監視回路モジュール９が載置される着座となる。

終端部材本体７１の頂部７１１のうち、座７１３よりもＹ方向外方、すなわち、終端部材本体７１の頂部７１１の両端のそれぞれには、Ｚ方向に突出する凸部７１４が形成されている。凸部７１４は、平面視にてＸ方向における角部が丸められることで半円弧の端部を有している。凸部７１４のＹ方向における外面７１４ａは、終端部材本体７１の側部７１５と面一乃至略面一となっている。左右一対の凸部７１４の外面７１４ａ同士の間隔及び終端部材本体７１の左右の側部７１５同士の間隔は、電池セル３のケース３０のＹ方向における幅寸法と同じ乃至略同じになっている。また、終端部材本体７１の底部から凸部７１４の頂面７１４ｂまでの高さは、電池セル３のケース３０のＺ方向における高さ寸法と同じ乃至略同じになっている。したがって、図１２に示す一方の終端部材７０及び図１３に示す他方の終端部材７０のそれぞれは、頂部７１１側の両端の二つの角部（頂部７１１の両端のそれぞれ凸部７１４）及び底部７１６側の両端の二つの角部のそれぞれがスペーサ５の角部保持部５２によって保持されることで、スペーサ５と一体化される。

図１１に戻り、終端部材本体７１の頂部７１１、左右の側部７１５及び底部７１６のそれぞれにおいて、スペーサ５側の角部は、角取りされ、逃がし部７１７が形成されている。頂部７１１の逃がし部７１７は、スペーサ本体５０の頂部の開口５００（貫通部）を含む領域に形成されている。より詳しくは、頂部７１１の逃がし部７１７は、頂部７１１のスペーサ５側の角部のうち、約三分の一の中央領域に形成されている。側部７１５の逃がし部７１７は、スペーサ本体５０の左右の側部のそれぞれ開口５００（貫通部）を含む領域に形成されている。より詳しくは、側部７１５の逃がし部７１７は、凸部７１４及び底部７１６側の角部を除き、広範囲に形成されている。底部７１６の逃がし部７１７は、スペーサ本体５０の底部の両端を除く部分が中央側に変位して窪み部５０１となっていることに伴い（図６及び図７参照）、該窪み部５０１（貫通部）を含む領域に形成されている。より詳しくは、底部７１６の逃がし部７１７は、左右の角部を除き、広範囲に形成されている。

終端部材本体７１の頂部７１１及び底部７１６に逃がし部７１７が形成されることにより、図１４（ａ）に示す如く、スペーサ５の頂部の開口５００における一方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離、スペーサ５の底部の窪み部５０１における一方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離は、それぞれ長くなっている。また、終端部材本体７１の側部７１５に逃がし部７１７が形成されることにより、同図（ｂ）に示す如く、スペーサ５の側部の開口５００における一方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離も長くなっている。

また、終端部材本体７１の頂部７１１及び底部７１６に逃がし部７１７が形成されることにより、図１５（ａ）に示す如く、スペーサ５の頂部の開口５００における他方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離、スペーサ５の底部の窪み部５０１における他方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離は、それぞれ長くなっている。また、終端部材本体７１の側部７１５に逃がし部７１７が形成されることにより、同図（ｂ）に示す如く、スペーサ５の側部の開口５００における他方の終端部材７０と電池セル３との絶縁距離も長くなっている。

図１〜図５に戻り、脚部７２は、後述するボルト（締結部材）８７によって後述するベースプレートＡに取り付けられた状態で、Ｘ方向及びＹ方向への倒れに対し、十分な強度を有するよう、ある程度の厚みを有して終端部材本体７１と一体形成されている。脚部７２には、ボルト８７のネジ部を通すための貫通孔７２０がＺ方向に沿って形成されている。脚部７２の先端部は、半円弧状に形成されている。脚部７２は、Ｙ方向に互いに間隔を有して一対設けられている。

一対の脚部７２は、Ｙ方向における終端部材本体７１の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一方の脚部７２は、終端部材本体７１の下部のＹ方向における一端側に形成され、他方の脚部７２は、終端部材本体７１の下部のＹ方向における他端からＹ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一方の脚部７２は、終端部材本体７１の下部のＹ方向における一端側に配置され、他方の脚部７２は、一方の脚部７２との間に、脚部７２のＹ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、終端部材本体７１の下部のＹ方向における他端との間に、脚部７２のＹ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。

本実施形態では、同じ二つの終端部材７０が一対の終端部材７０に使用されている。すなわち、本実施形態では、同じ向きに並ぶ同じ二つの終端部材７０の一方の終端部材７０が１８０度ひっくり返され（Ｚ軸を中心として回転させられ）、互いに内面が対向した状態で、同じ二つの終端部材７０が使用されている。

なお、終端部材７０と電池セル３との間に配置されるスペーサ５は、隣り合う電池セル３間に配置されるスペーサ５と同じものが使用される。したがって、終端部材７０と電池セル３との間に配置されるスペーサ５は、電池セル３のケース３０のＸ方向における面がスペーサ本体５０の一方の面に当接し、且つ、終端部材７０のＸ方向における内面がスペーサ本体５０の他方の面に当接するようにして、配置される。

連結部材７５は、Ｙ方向における複数の電池セル３の両側に一対設けられている。すなわち、連結部材７５は、Ｙ方向の一方側から複数の電池セル３に対向配置される連結部材７５と、Ｙ方向の他方側から複数の電池セル３に対向配置される連結部材７５とを備えている。

連結部材７５は、Ｘ方向に沿って延びて互いに間隔を有して平行する一対の横梁部７６と、該一対の横梁部７６のＸ方向における一端部同士及び他端部同士を連結する一対の縦梁部７７とを備え、全体として、矩形の枠形状を呈している。一対の横梁部７６の一方の横梁部７６は、複数の電池セル３の底部に回り込む折り曲げ部７６０を備えている。一対の縦梁部７７のそれぞれは、一端及び他端にある電池セル３のＸ方向における面に回り込む折り曲げ部７７０を備えている。これにより、一対の連結部材７５は、折り曲げ部７６０，７７０によって剛性が高められるとともに、複数の電池セル３及び複数のスペーサ５の、Ｚ方向を折り曲げ部７６０によって拘束し、Ｘ方向を一対の折り曲げ部７７０によって拘束し、Ｙ方向を一対の横梁部７６及び一対の縦梁部７７によって拘束する。また、連結部材７５は、一対の横梁部７６及び一対の縦梁部７７によって枠形状に形成されることで、特にＸ方向の断面モーメントを向上させているため、複数の電池セル３の積層方向における剛性が非常に強くなっている。

連結部材７５の一対の縦梁部７７には、ボルト８５のネジ部を通すための貫通孔７７１がＹ方向に沿って形成されている。貫通孔７７１は、連結部材７５のＸ方向における一端部及び他端部（以下、単に「一端部」、「他端部」という）のそれぞれにおいて、Ｚ方向に互いに間隔を有して一対設けられている。

一端部における一対の貫通孔７７１は、Ｚ方向における連結部材７５の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、一端部において、一方の貫通孔７７１は、一端部のＺ方向における一端側に形成され、他方の貫通孔７７１は、一端部のＺ方向における他端からＺ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、一端部において、一方の貫通孔７７１は、一端部のＺ方向における一端側に配置され、他方の貫通孔７７１は、一方の貫通孔７７１との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、一端部のＺ方向における他端との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。

また、他端部における一対の貫通孔７７１は、Ｚ方向における連結部材７５の中心線を基準として、互いに非対称的な位置に形成されている。すなわち、他端部において、一方の貫通孔７７１は、他端部のＺ方向における他端側に形成され、他方の貫通孔７７１は、他端部のＺ方向における一端からＺ方向中心側に寄った位置に形成されている。より詳しくは、他端部において、一方の貫通孔７７１は、他端部のＺ方向における他端側に配置され、他方の貫通孔７７１は、一方の貫通孔７７１との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、且つ、他端部のＺ方向における一端との間に、ボルト８５の頭部のＺ方向における幅寸法よりも大きな間隔が形成されるよう、配置されている。

さらには、一端部における一対の貫通孔７７１と、他端部における一対の貫通孔７７１とは、Ｙ方向及びＺ方向における連結部材７５の中心点を基準として、点対称位置に形成されている。

本実施形態では、同じ二つの連結部材７５が一対の連結部材７５に使用されている。すなわち、本実施形態では、同じ向きに並ぶ同じ二つの連結部材７５の一方の連結部材７５が１８０度ひっくり返され（Ｚ軸を中心として回転させられ）、互いに内面が対向した状態で、同じ二つの連結部材７５が使用されている。

セル監視回路モジュール９は、セル監視回路（図示しない）を回路ケース９０に収容したものである。回路ケース９０は、開口部を有するケース本体９１と、該ケース本体９１の開口部を塞いで密閉する蓋体９２とを備えている。

以上の構成からなる電池モジュール１は、間にスペーサ５が配置されつつ複数の電池セル３が積層され、一端及び他端にある電池セル３の外側にもスペーサ５が配置され、さらにその両側に一対の終端部材７０が配置され、一対の終端部材７０間にＸ方向の圧縮力が掛けられた状態で、一対の連結部材７５が複数の電池セル３にＹ方向から配置されるとともに、連結部材７５の各貫通孔７７１に挿通されたボルト８５のネジ部が終端部材７０の各雌ネジ７１０に螺入され、複数の電池セル３及び複数のスペーサ５がフレーム７とともに一体化された後、セル監視回路モジュール９が複数の電池セル３にＺ方向から配置されて取り付けられることによって、完成する。

そして、複数の電池モジュール１が、ベースプレート（図示しない）、例えば、内部に（パイプを介して）水などの冷却媒体が流通する冷却プレート（ヒートシンク）上に、底部を対面させて、Ｘ方向及びＹ方向、又はＸ方向のみ、又はＹ方向のみに並んで載置され、固定されることで、電池モジュールユニットが作製される。

そして、以上の構成からなる電池モジュール１では、スペーサ５のスペーサ本体５０は、隣のスペーサ５の頂部保持部５３Ａの突片５３１と、隣のスペーサ５の第一側部保持部５３Ｂの突片５３１（いずれも、電池セル３の外周端部の反対面側を係止する係止部として機能している）がそれぞれ入り込む複数の開口５００を備えている。各開口５００は、係止部を受け入れる受け部として機能している。したがって、突片５３１がスペーサ本体５０に当たってしまうことにより、スペーサ本体５０の厚みに突片５３１の厚みを加えて電池セル３間に離隔を設けなければならない、といったことがない。複数の電池セル３をその間にスペーサ５を密着させて整列させることができる。また、かかる構造は、隣り合う終端部材７０及び電池セル３間にも適用されている。これにより、蓄電容量を維持しつつ、電池モジュール１の全長を短くすることができ、これにより、単位体積あたりの蓄電容量を増やすことができる。

さらに、スペーサ５の頂部保持部５３Ａの突片５３１に対応して形成された開口５００は、隣のスペーサ５の頂部保持部５３Ａの突片５３１が入り込むことによって塞がれている。そのため、異物が開口５００に入り込みにくくなっている。以上の構成からなる電池モジュール１は、電池セル３の正負極一対の電極端子３３が上方に位置するように配置されるため、スペーサ５の頂部保持部５３Ａの突片５３１に対応して形成された開口５００は、上方側に配置されることとなる。したがって、仮に塵や埃が電池モジュール１内に侵入すれば、開口５００に降下することが起こり得る。しかしながら、上述したとおり、開口５００は、突片５３１に塞がれている。より詳しくは、突片５３１の幅は、開口部５００の幅とほぼ同じであり、且つ、突片５３１は、開口５００のうち、上方から見て開口している開口端を塞いでいる。そのため、異物が開口５００に入り込んで溜まるといったことはない。これにより、隣り合う電池セル３間の絶縁性が損なわれることはなく、また、隣り合う電池セル３間で短絡が生じるおそれはない。

また、以上の構成からなる電池モジュール１では、部品の共通化の観点で、隣り合う電池セル３間に用いられるスペーサ５が隣り合う終端部材７０及び電池セル３間にも用いられている。スペーサ５には、開口５００が形成されているため、そのままでは、スペーサ５によって絶縁された隣り合う終端部材７０及び電池セル３間に非絶縁部が形成されてしまう。しかしながら、以上の構成からなる電池モジュール１では、終端部材７０の開口５００に対応した箇所には、逃がし部７１７が形成されている。そのため、開口５００における終端部材７０と電池セル３との絶縁距離を長くすることができる。

また、以上の構成からなる電池モジュール１では、終端部材本体７１の頂部７１１に形成された左右一対の凸部７１４の二点と、底部７１６の左右の角部の二点の合計四点の位置が電池セル３のケース３０の四つの角部と一致している。そのため、頂部７１１の左右一対の凸部７１４と底部の左右の角部のそれぞれは、スペーサ５の角部保持部５２によって保持される。これにより、終端部材７０及びスペーサ５を、ＹＺ平面上でのガタつきを生じることなく、一体化することができる。しかも、終端部材本体７１の頂部７１１は、凸部７１４の頂面７１４ｂよりも底部７１６側にオフセットされた位置にあり、左右の凸部７１４間は、終端部材本体７１の身が削られた形態となっている。これにより、終端部材７０を軽量化することができる。なお、凸部７１４は、角部保持部５２に保持されるものであるため、被保持部として機能している。

尚、本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、スペーサ５の保持部５１の係止部を受け入れる受け部として、スペーサ本体５０の該当箇所に開口５００が形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。受け部は、貫通ではなく、非貫通であってもよい。

また、上記実施形態においては、水冷式であるため、上述したとおり、スペーサ本体５０に開口５００が形成される意義は非常に大きい。すなわち、水冷式では、空冷式と異なり、隣り合う電池セル間に空気を流す必要がない。そのため、スペーサ本体が平坦な板状となっているスペーサを採用することで、複数の電池セルをできるだけ密に配置して電池モジュールの全長を短くすることができる。それにも関わらず、電池セルを保持するための係止部が設けられた場合、スペーサ本体に係止部を受け入れるための開口が形成されていなければ、係止部が隣のスペーサのスペーサ本体に当たってしまうので、スペーサ本体の厚みに係止部の厚みを加えた離隔を電池セル間に設けなければならなくなる。この問題を解決できる点で、水冷式において、スペーサ本体５０に開口５００が形成される意義は非常に大きい。しかしながら、空冷式であっても、すなわち、スペーサ本体５０として、例えば矩形波形状の断面形状を有する構造が採用される場合であっても、係止部の配置によっては、スペーサ本体５０に係止部を受け入れるための受け部が形成されることが、電池セル３の積層方向長さを短くするのに有効な場合がある。したがって、本発明は、空冷式を除外するものではない。また、電池セルを冷却する必要がない電池モジュールも同様であり、本発明は、これも除外するものではない。

また、上記実施形態においては、スペーサ本体が平坦な板状であるスペーサが採用されている。しかしながら、上述したとおり、例えば矩形波形状の断面形状を有する構造のスペーサ本体はもちろんのこと、一方の面だけが平坦面となっているスペーサ本体を採用することもできる。具体的には、スペーサ本体の一方の面は、電池セル３のケース３０のＸ方向における面に当接する平坦面であるが、他方の面は、電池セル３のケース３０のＸ方向における面に対して全面が当接しない非平坦面（例えば凹部と凸部が繰り返される凹凸面）であるスペーサ本体であってもよい。この場合であっても、係止部がスペーサ本体と干渉しないため、電池セル３を密に配置することができるし、水冷式の場合、冷却プレート（ヒートシンク）に対する電池セル３の配置密度を上げることができる。特に、係止部が設けられている側の面とは反対側の面が平坦面であるスペーサ本体であれば、その効果が大いに期待される。

また、上記実施形態においては、係止部を有する保持部として、頂部保持部５３Ａ及び第一側部保持部５３Ｂが設けられ、スペーサ本体５０のこれらの突片５３１に対応した箇所に開口５００が形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。突片５３１は、第二側部保持部５３Ｃに設けられ（この場合、突起５３２は無くしてもよいし、残していてもよい。）、スペーサ本体５０のこの突片５３１に対応した箇所に開口５００が形成されてもよい。また、角部間保持部５３ではなく、角部保持部５２に係止部が設けられ、スペーサ本体５０のこの係止部に対応した箇所に開口５００が形成されてもよい。要は、電池セル３を確実に保持するために好ましい箇所に係止部を有する保持部が設けられ、これに対応してスペーサ本体５０に受け部が形成されていればよい。

また、上記実施形態においては、係止部を有する保持部は、スペーサ本体５０の一方側に突出するものであった。しかしながら、これに限定されるものではない。係止部を有する保持部は、スペーサ本体５０の同じ箇所又は異なる箇所から、一方側に突出するものと他方側に突出するものとの混在していてもよい。

また、上記実施形態においては、開口５００における電池セル３と終端部材７０との絶縁距離が短くならないよう、終端部材７０がスペーサ本体５０と対向する領域のうち、少なくとも開口５００がある箇所を含むように、逃がし部７１７が形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。係止部を受け入れた受け部にできるだけ隙間が生じないように、極端に言えば、係止部の受け部に受け入れられる部分及び受け部のそれぞれ断面形状を同じにし、係止部が受け部に嵌合して隙間が全く形成されないようにすれば、逃がし部７１７は必ずしも必要ではない。

また、上記実施形態においては、逃がし部７１７は、終端部材本体７１のスペーサ５側の角部が角取りされることで、斜めに形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。逃がし部は、例えば、Ｘ方向に凹む段差状であってもよい。

また、上記実施形態においては、終端部材本体７１の頂部７１１の逃がし部７１７及び左右の側部７１５の逃がし部７１７は、スペーサ本体５０の頂部の開口５００及び左右の側部の開口５００のそれぞれの大きさよりも遙かに広い領域に亘って形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。逃がし部７１７は、少なくとも開口５００の大きさに応じて形成されていればよい。

また、上記実施形態においては、終端部材本体７１の頂部７１１が底部７１６側にオフセットされて軽量化が図られている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、底部７１６の両端に被保持部が形成され、且つ、底部７１６側が頂部７１１側にオフセットされるようにしてもよい。また、これとは別にあるいはこれに加えて、一方の側部７１５が他方の側部７１５側にオフセットされて軽量化されるようにしてもよい。この場合、被保持部は、側部７１５のＺ方向両端に設けられることになる。

また、上記実施形態においては、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ（容量）は任意である。

また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。

１…電池モジュール、３…電池セル、３０…ケース、３１…ケース本体、３２…蓋体、３３…電極端子、３４…バスバー、３５…外部端子、５…スペーサ、５０…スペーサ本体、５００…開口（受け部）、５０１…窪み部、５１…保持部、５２…角部保持部、５２０…延出片、５２１…外側段差部、５２２…内側段差部、５３…角部間保持部、５３Ａ…頂部保持部、５３Ｂ…第一側部保持部、５３Ｃ…第二側部保持部、５３０…延出片、５３１…突片（係止部）、５３２…突起、７…フレーム、７０…終端部材、７１…終端部材本体、７１０…雌ネジ、７１１…頂部、７１２…凸条、７１３…座、７１４…凸部、７１４ａ…外面、７１４ｂ…頂面、７１５…側部、７１６…底部、７１７…逃がし部、７２…脚部、７２０…貫通孔、７５…連結部材、７６…横梁部、７６０…折り曲げ部、７７…縦梁部、７７０…折り曲げ部、７７１…貫通孔、８５…ボルト、９…セル監視回路（ＣＭＵ）モジュール、９０…回路ケース、９１…ケース本体

Claims (8)

1. 第一方向に整列される複数の蓄電素子と、
   隣り合う蓄電素子間にそれぞれ配置される複数のスペーサとを備え、
   該複数のスペーサのそれぞれは、
   スペーサ本体と、
   該スペーサ本体から延出し、延出方向において該スペーサ本体と対向する蓄電素子の端部を保持する保持部とを備え、
   該保持部は、該蓄電素子の該端部のうち、延出方向における反対面を係止する係止部を備え、
   前記スペーサ本体は、前記第一方向において前記係止部に対応した箇所に受け部を備える
   蓄電装置。
2. 前記複数の蓄電素子の少なくとも一部に接触する冷却装置であって、冷媒に熱伝導させて前記複数の蓄電素子を冷却する冷却装置をさらに備える
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記スペーサ本体の少なくとも一方の面は、蓄電素子に当接する平坦面である
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記受け部は、前記スペーサ本体を貫通する開口であり、
   前記係止部は、前記受け部の少なくとも一部を塞いでいる
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記第一方向と直交する面に沿った前記受け部の断面形状は、前記第一方向と直交する面に沿った前記係止部の断面形状と同じ又は僅かに大きい
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
6. 前記第一方向において前記複数の蓄電素子を挟み込む一対の終端部材を備え、
   前記第一方向において両端に位置する二つの蓄電素子のそれぞれと前記一対の終端部材のそれぞれとの間にも前記スペーサが配置されている
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記保持部は、前記蓄電素子の前記端部のうち、前記蓄電素子の角部と角部との間を保持するものである
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記保持部は、異なる箇所にて前記蓄電素子の前記端部を保持する少なくとも二つの保持部を備え、
   前記受け部は、該保持部の数に応じて複数設けられている
   請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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