JP2018032520A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の外装体に収容された蓄電素子の端子と、外装体に設けられた外部端子との間の接続に用いられるバスバーのような接続部材の配索の簡素化を図ることを課題とする。【解決手段】本発明は、端子（３１）を有する蓄電素子（３０）と、前記蓄電素子（３０）を収容する外装体（２）と、前記外装体（２）に当接した導電性の補強部材（１０）と、前記外装体（２）の外側に露出して配置され、前記補強部材（１０）を介して前記蓄電素子（３０）の前記端子（３１）に電気的に接続された外部端子（５）と、を備えた、蓄電装置（１）を提供する。【選択図】図８

Description

本発明は、蓄電素子を収容する外装体に外部端子が設けられた蓄電装置に関する。

複数の単電池のような蓄電素子をモジュール化した組電池のような蓄電装置において、樹脂製の外装体に複数の蓄電素子が収容され、外装体の表面から外側に正極及び負極の外部端子が突出したものが知られている。

この種の蓄電装置では、樹脂製の外装体を補強するために、外装体の内面側又は外面側に補強用の金属板が取り付けられることがある。

なお、特許文献１には、複数の蓄電装置（電池モジュール）からなる電池ブロックを複数有する車両用電源装置において、複数の電池ブロックを収容する樹脂製の外装体の底部（底ケース）に補強金属プレートが配設されることで、外装体が補強された構成が開示されている。

特開２００５−１８３１４６号公報

ところで、樹脂製の外装体に正極及び負極の外部端子が設けられた蓄電装置において、正極外部端子は、外装体に収容された複数の蓄電素子のうち少なくとも１つの蓄電素子の正極端子に電気的に接続され、負極外部端子は、少なくとも１つの蓄電素子の負極端子に電気的に接続される。これらの蓄電装置の外部端子と蓄電素子の端子との接続は、一般的に、外装体内に配索されたバスバーを介して行われる。

また、この種の蓄電装置において、外部端子と蓄電素子の端子との間の通電経路には、リレー、ヒューズ、シャント抵抗器、ＰＴＣサーミスタのような各種電気部品が介在されることがある。この場合、これらの電気部品を経由しながら、上記のバスバーの配索が行われる。

しかしながら、外部端子、これに接続される蓄電素子の端子、及び、各種電気部品間の位置関係によっては、バスバーのような接続部材の配索が複雑化する課題がある。

なお、特許文献１には、蓄電装置から車両走行用モータへの電力供給経路の一部として、車両用電源装置の外装体に設けられた補強金属プレートを利用することが開示されているが、個々の蓄電装置内において、蓄電素子の端子と蓄電装置の外部端子との間の接続に用いられる接続部材の配索を簡素化することに関しては何ら考慮されていない。

そこで、本発明は、蓄電装置の外装体に収容された蓄電素子の端子と、外装体に設けられた外部端子との間の接続に用いられる接続部材の配索の簡素化を図ることを目的とする。

本発明は、
端子を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子を収容する外装体と、
前記外装体に当接した導電性の補強部材と、
前記外装体の外側に露出して配置され、前記補強部材を介して前記蓄電素子の前記端子に電気的に接続された外部端子と、を備えた、蓄電装置を提供する。

この蓄電装置によれば、蓄電素子の端子と蓄電装置の外部端子との接続に補強部材が利用されることで、該補強部材による外装体の補強を図りつつ、外装体内で配索されるバスバーのような接続部材の点数低減ないし短縮を図ることができる。そのため、外装体内において、接続部材の配索を簡素化することができる。また、外装体に収容される各種部品と接続部材との干渉を回避しやすくなるため、外装体内の各種部品のレイアウト自由度が向上する。

上記の蓄電装置において、
前記外装体は、前記外部端子が設けられた所定面部を有し、
前記補強部材は、前記所定面部の周縁に沿って枠状に配置された枠状部を有し、
前記蓄電素子の前記端子は、前記枠状部の内側に配置されてもよい。

これにより、外装体の所定面部の周縁に沿って配置された補強部材の枠状部と、外装体の所定面部に設けられた外部端子との接続、及び、補強部材の枠状部と、該枠状部の内側に配置された蓄電素子の端子との接続に用いられる各接続部材を簡素に配索することができる。

上記の蓄電装置において、
前記外部端子は、前記外装体における所定方向の一端側に設けられ、
前記蓄電素子の前記端子は、前記所定方向における前記外部端子とは反対側に設けられ、
前記補強部材は、前記所定方向における少なくとも前記外部端子と前記蓄電素子の前記端子との間の領域を含む領域に配置されてもよい。

これにより、所定方向における外部端子と蓄電素子の端子との間の領域を含む領域に配置された補強部材が通電経路の一部として利用されることで、前記所定方向に離れて配置された外部端子と蓄電素子の端子とを簡素に接続することができる。

上記の蓄電装置において、
前記蓄電素子の前記端子又は前記外部端子の少なくとも一方と、前記補強部材との間の通電経路に電流制限部が設けられてもよい。

これにより、電流制限部を介した蓄電素子の端子と蓄電装置の外部端子との接続に補強部材が利用されることで、接続部材の配索が簡素化されることにより、電流制限部のレイアウト自由度の向上を図りつつ、該電流制限部による過電流の抑制によって、蓄電装置の保護を図ることができる。

上記の電流制限部は、ＰＴＣサーミスタであってもよい。この場合、ＰＴＣサーミスタのレイアウト自由度の向上を図りつつ、ＰＴＣサーミスタによって温度上昇時の電流を制限することで蓄電装置の保護を図ることができる。

上記のＰＴＣサーミスタは、前記蓄電素子の前記端子と前記補強部材の所定部との間の通電経路に設けられ、且つ、前記端子と前記所定部との間に配置された回路基板に取り付けられてもよい。この場合、蓄電素子の端子と補強部材の所定部との間に配置された回路基板を利用して、ＰＴＣサーミスタの位置決めと、蓄電素子の端子及び補強部材の所定部に対するＰＴＣサーミスタの電気的接続とを簡素に行うことができる。また、回路基板の放熱部を利用して、ＰＴＣサーミスタからの放熱が可能となることで、蓄電装置の正常時におけるＰＴＣサーミスタの温度上昇が抑制され、これにより、過度の電流制限を抑制できる。

上記の蓄電装置において、前記蓄電素子は、電気抵抗率が異なる材料からなる一対の端子を有する場合、
上記のＰＴＣサーミスタは、前記一対の端子のうち電気抵抗率が高い材料からなる端子と前記補強部材との間の通電経路に設けられてもよい。

これにより、蓄電素子の一対の端子のうち、通電時の温度がより上昇しやすい方の端子にＰＴＣサーミスタが接続されていることにより、電流制限に関するＰＴＣサーミスタの感度向上を図ることができる。

上記の蓄電装置において、
前記外部端子又は前記蓄電素子の前記端子の少なくとも一方と、前記補強部材との間の通電経路に電流検出部が設けられてもよい。

これにより、電流検出部を介した蓄電素子の端子と蓄電装置の外部端子との接続に補強部材が利用されることで、接続部材の配索が簡素化されることにより、電流検出部のレイアウト自由度の向上を図りつつ、該電流検出部によって蓄電装置内の電流を検出できる。

上記の蓄電装置において、
前記外装体は絶縁性材料からなり、
前記補強部材は、前記外装体の内側に配置されてもよい。

これにより、導電性の補強部材が絶縁性の外装体の内側に配置されることで、補強部材での外部短絡の抑制を図ることができる。

本発明によれば、蓄電素子の端子と蓄電装置の外部端子との接続に補強部材が利用されることで、該補強部材による外装体の補強を図りつつ、外装体内において、バスバーのような接続部材の配索を簡素化することができる。

本発明の第１実施形態に係る蓄電装置を示す正面図。 図１に示す蓄電装置の分解斜視図。 外装体を補強するための補強部材を示す斜視図。 外装体に収容される各種部品の分解斜視図。 正極外部端子と蓄電素子の正極端子との間の通電経路を示す斜視図。 負極外部端子と蓄電素子の負極端子との間の通電経路を示す斜視図。 外装体の内部を蓋体側から見た図１のＡ−Ａ線断面図。 外装体の内部を正面側から見た図７のＢ−Ｂ線断面図。 外装体の内部を側方から見た図７のＣ−Ｃ線断面図。 本発明の第２実施形態に係る蓄電装置を示す図８と同様の断面図。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る蓄電装置を実施形態毎に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」、「側」、「端」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。つまり、それらの用語は、添付図面に示される蓄電装置の姿勢における方向を示すものであり、必ずしも実際の使用状態における方向と一致するものでない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る蓄電装置としての組電池（電池モジュール）１を示す。組電池１は、蓄電素子としての単電池（電池セル）３０と、単電池３０を収容する外装体２と、外装体２を補強する補強体１０とを備えている。

外装体２は、上面が開口した箱形のケース本体３と、該ケース本体３の上面開口を塞ぐ蓋体４とを備えている。ケース本体３及び蓋体４の材料としては、例えば樹脂のような絶縁性材料が用いられるが、これらの材料は特に限定されるものでない。

ケース本体３は、水平に延びる所定の横方向Ｘに対する垂直面（ＹＺ平面）に配置されて互いに対向する一対の側面部３ａ，３ｂと、横方向Ｘに直角な水平方向に延びる所定の前後方向Ｙに対する垂直面（ＸＺ平面）に配置されて互いに対向する前面部３ｃ及び後面部３ｄと、上下方向Ｚに対する垂直面（ＸＹ平面）に配置された下面部３ｅとを備えている。下面部３ｅは略矩形とされている。一対の側面部３ａ，３ｂは、横方向Ｘにおける下面部３ｅの両縁部からそれぞれ立ち上がるように設けられている。前面部３ｃ及び後面部３ｄは、前後方向Ｙにおける下面部３ｅの両縁部からそれぞれ立ち上がるように設けられている。一対の側面部３ａ，３ｂ、前面部３ｃ及び後面部３ｄの上縁は、全体として矩形になるように相互に連なっており、全周に亘って上下方向Ｚの同じ高さに配置されている。

蓋体４は、ケース本体３の上面開口の形状及び大きさに合わせて略矩形に形成された上面部４ｅと、横方向Ｘにおける上面部４ｅの両縁部からそれぞれ下方に延びて互いに対抗する一対の側面部４ａ，４ｂと、前後方向Ｙにおける上面部４ｅの両縁部からそれぞれ下方に延びて互いに対抗する前面部４ｃ及び後面部４ｄとを備えている。一対の側面部４ａ，４ｂ、前面部４ｃ及び後面部４ｄの下縁は、全体として矩形になるように相互に連なっており、全周に亘って上下方向Ｚの同じ高さに配置されている。このように構成された蓋体４の下端周縁部は、ケース本体３の上面開口の周縁部に、例えば接着、溶接又はボルトで固定される。

蓋体４の上面部４ｅには、正極外部端子５及び負極外部端子６が取り付けられている。正極外部端子５及び負極外部端子６は、上面部４ｅよりも上側に突出しており、これにより、外装体２の外側に露出している。正極外部端子５は、横方向Ｘにおける上面部４ｅの一方側（図の左側）の端部近傍に設けられ、負極外部端子６は、横方向Ｘにおける上面部４ｅの他方側（図の右側）の端部近傍に設けられている。また、正極外部端子５及び負極外部端子６は、前後方向Ｙにおける上面部４ｅの中央よりも前面側に配置されている。

図３に示すように、補強体１０は、ボックス状の輪郭を有するフレーム体である。補強体１０は、外装体２の内面に当接するように外装体２に収容されている。これにより、外装体２は、補強体１０によって内側から補強されている。補強体１０は、例えば接着剤によって外装体２の内面に固定されるが、ボルトによって固定されてもよい。

補強体１０は、第１〜第６補強部材１１，１２，１３，１４，１５，１６（１１〜１６）を有する。各補強部材１１〜１６は、例えば金属のような導電性材料からなる。導電性を有する補強体１０は、絶縁性の外装体２の内側に配置され、外装体２の外側に露出しないため、補強体１０での外部短絡の抑制を図ることができる。

図３及び図４に示すように、第１及び第２補強部材１１，１２は、例えば矩形の板状部材である。第１及び第２補強部材１１，１２は、横方向Ｘに対する垂直面（ＹＺ平面）に配置される。第１補強部材１１は、ケース本体３の一方の側面部３ａの内側に対向配置され、該側面部３ａに当接する。第２補強部材１２は、ケース本体３の他方の側面部３ｂの内側に対向配置され、該側面部３ｂに当接する。

第１補強部材１１には、複数の開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられている。具体的に、複数の開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、第１補強部材１１の上下方向Ｚ中央よりも下側部分に設けられた第１開口部１１ａ、第１補強部材１１の上下方向Ｚ中央部において前後方向Ｙ中央よりも前面側に設けられた第２開口部１１ｂ、及び、第１補強部材１１の上下方向Ｚ中央部において前後方向Ｙ中央よりも後面側に設けられた第３開口部１１ｃである。第１〜第３開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、例えば各頂点が丸みを帯びた三角形状に形成されており、それぞれの１辺が第１補強部材１１の周縁に沿って配置されている。

第１補強部材１１には、凹部１１ｄが更に設けられている。凹部１１ｄは、第１補強部材１１の上下方向Ｚ中央よりも上側部分に設けられている。横方向Ｘから見た凹部１１ｄの周縁の形状は、横方向Ｘから見た第１開口部１１ａの周縁の形状と比べて上下対称となっている。また、凹部１１ｄは、前後方向Ｙにおいて第１開口部１１ａと同じ位置に配置されている。

第１補強部材１１の外側の表面において、第１〜第３開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び凹部１１ｄを除いた残りの部分は、第１補強部材１１の周縁に沿ったロ字状部と、第１開口部１１ａと第２及び第３開口部１１ｂ，１１ｃとの間の部分、並びに、凹部１１ｄと第２及び第３開口部１１ｂ，１１ｃとの間の部分を通るＸ字状部とで構成される。

第２補強部材１２の構成も、第１補強部材１１と同様である。すなわち、第２補強部材１２にも、第１補強部材１１と同様の第１〜第３開口部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び凹部１２ｄが設けられている。第１補強部材１１及び第２補強部材１２として共通の部品が用いられることで、部品コストの低減、及び、生産効率の向上を図ることができる。

第３〜第６補強部材１３，１４，１５，１６（１３〜１６）のそれぞれは、横方向Ｘに延びる例えば断面Ｌ字状の長尺部材であり、第１及び第２補強部材１１，１２間に架設されている。第３〜第６補強部材１３〜１６は、それぞれ、幅広部１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａと、該幅広部よりも小さな短手方向寸法を有する幅狭部１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂとを備えている。第３〜第６補強部材１３〜１６として共通の部品が用いられることで、部品コストの低減、及び、生産効率の向上を図ることができる。

第３補強部材１３の両端部は、第１及び第２補強部材１１，１２の前上方側コーナ部に例えば溶接によって接合され、第４補強部材１４の両端部は、第１及び第２補強部材１１，１２の後上方側コーナ部に例えば溶接によって接合され、第５補強部材１５の両端部は、第１及び第２補強部材１１，１２の前下方側コーナ部に例えば溶接によって接合され、第６補強部材１６は、第１及び第２補強部材１１，１２の後下方側コーナ部に例えば溶接によって接合されている。

第３補強部材１３と第４補強部材１４は、第１及び第２補強部材１１，１２の上縁部と共に、矩形の上面枠状部１０ａを形成しており、上面枠状部１０ａは、蓋体４の上面部４ｅに対向配置されている（図８及び図９参照）。上面枠状部１０ａは、蓋体４の上面部４ｅの周縁に沿って枠状に配置されている。上面枠状部１０ａの上面は、ケース本体３と蓋体４との接合部よりも上下方向Ｚの上側に位置している。

第５補強部材１５と第６補強部材１６は、第１及び第２補強部材１１，１２の下縁部と共に、矩形の下面枠状部１０ｂを形成しており、下面枠状部１０ｂは、ケース本体３の下面部３ｅに対向配置され、該下面部３ｅに当接している（図８及び図９参照）。下面枠状部１０ｂは、ケース本体３の下面部３ｅの周縁に沿って枠状に配置されている。

第３補強部材１３と第５補強部材１５は、第１及び第２補強部材１１，１２の前縁部と共に、矩形の前面枠状部１０ｃを形成しており、前面枠状部１０ｃは、ケース本体３の前面部３ｃに対向配置され、該前面部３ｃに当接している（図９参照）。前面枠状部１０ｃは、ケース本体３の前面部３ｃの周縁に沿って枠状に配置されている。

第４補強部材１４と第６補強部材１６は、第１及び第２補強部材１１，１２の後縁部と共に、矩形の後面枠状部１０ｄを形成しており、後面枠状部１０ｄは、ケース本体３の後面部３ｄに対向配置され、該後面部３ｄに当接している（図９参照）。後面枠状部１０ｄは、ケース本体３の後面部３ｄの周縁に沿って枠状に配置されている。

第３及び第４補強部材１３，１４間、並びに、第５及び第６補強部材１５，１６間には、それぞれ、前後方向Ｙに延びる例えば波板状部材１７，１８が架設されている。これらの波板状部材１７，１８は、例えば金属のような導電性材料からなる。上側の波板状部材１７の両端部は、第３補強部材１３の幅狭部１３ｂ及び第４補強部材１４の幅広部１４ａの下面に例えば溶接によって接合されている。下側の波板状部材１８の両端部は、第５補強部材１５の幅狭部１５ｂ及び第６補強部材１６の幅広部１６ａの上面に例えば溶接によって接合されている。

単電池３０は、例えば、リチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池である。図５及び図６に示すように、単電池３０は、いわゆる角形電池であり、複数の単電池３０が上下方向Ｚに積層されることで１つの積層体２０を構成している。

なお、図５には、積層体２０を構成する単電池３０、及び、単電池３０の正極端子３１と正極外部端子５との接続に関連する部品が図示され、図６には、積層体２０を構成する単電池３０、及び、単電池３０の負極端子３２と負極外部端子６との接続に関連する部品が図示されており、図５及び図６において、その他の部品の図示は省略されている。

本実施形態において、積層体２０は、８個の単電池３０で構成されている。これらの単電池３０は、例えば金属製の拘束バンド（図示せず）を用いて積層状態に保持されている。各単電池３０の表面の大部分は、樹脂のような絶縁性材料からなるフィルムで被覆されている。なお、隣接する単電池３０間には、樹脂のような絶縁性材料からなるスペーサ（図示せず）が介在されてもよい。

図２に示すように、積層体２０は、補強体１０の内側に収容される。すなわち、積層体２０と外装体２との間に補強体１０が介在される。

図９に示すように、積層体２０の上端部は、補強体１０の上面枠状部１０ａに囲まれるように該上面枠状部１０ａの内側に配置され、積層体２０の下端部は、補強体１０の下面枠状部１０ｂに囲まれるように該下面枠状部１０ｂの内側に配置され、積層体２０の後端部は、補強体１０の後面枠状部１０ｄに囲まれるように該後面枠状部１０ｄの内側に配置されている。なお、積層体２０の前端部と補強体１０の前面枠状部１０ｃとの間には、後述のバスバー７１，７２，７３の設置スペース及び各種配線スペース等が確保されている。

図７及び図８に示すように、積層体２０の横方向Ｘ左側の端部は、補強体１０の第１補強部材１１に沿って配置され、積層体２０の横方向Ｘ右側の端部と補強体１０の第２補強部材１２との間には、後述の各種部品４１，４３，４４，５０の設置スペースが確保されている。

図８及び図９に示すように、積層体２０において最も上側に位置する単電池３０と、補強体１０における第３補強部材１３の幅狭部１３ｂ及び第４補強部材１４の幅広部１４ａとの間、並びに、積層体２０において最も下側に位置する単電池３０と、補強体１０における第５補強部材１５の幅狭部１５ｂ及び第６補強部材１６の幅広部１６ａとの間には、それぞれ上記の波板状部材１７，１８が介在し、これらの波板状部材１７，１８が緩衝機能を果たすことで、単電池３０の保護が図られている。

図５〜図９に示すように、各単電池３０は、長方形状の端子面（頂面）を有し、端子面を前後方向Ｙの前面側に向けた姿勢で外装体２に収容される。各単電池３０の端子面の長手方向両端部には、正極端子３１と負極端子３２が設けられている。

正極端子３１及び負極端子３２は、例えば金属からなる板状部材である。正極端子３１は、例えばアルミニウムからなり、負極端子３２は、例えば銅からなる。これにより、正極端子３１は、負極端子３２よりも大きな電気抵抗率を有する。ただし、正極端子３１及び負極端子３２の材料は、導電性を有すものであれば、特に限定されるものでない。

本実施形態では、８個の単電池３０がバスバー７１，７２，７３（図８参照）を介して相互に電気的に接続されることによって、上下方向Ｚに隣接する一対の単電池３０からなる並列回路が４組形成されると共に、これらの並列回路同士は直列に接続されている。単電池３０の各端子３１，３２に対して、バスバー７１，７２，７３は例えば溶接によって接合されている。なお、バスバー７１，７２，７３は、例えば絶縁性材料からなるバスバーフレーム（図示せず）によって一体的に支持されてもよい。

図５に示すように、正極外部端子５に対しては、積層体２０において最も上側に位置する２個の単電池３０の正極端子３１が電気的に接続されるが、これらの正極端子３１は、前面側から見て積層体２０における横方向Ｘの右側端部に位置しているのに対して、正極外部端子５は、積層体２０の左側端部の上方に位置している。つまり、横方向Ｘにおいて相互に離間して配置された正極外部端子５と単電池３０の正極端子３１とが電気的に接続されることになる。

一方、上述の補強体１０は、横方向Ｘにおいて外装体２の内部空間の略全長に亘って配置されている（図７及び図８参照）。すなわち、横方向Ｘにおいて、補強体１０が配置された領域には、正極外部端子５とこれに接続される単電池３０の正極端子３１との間の領域が含まれる。また、正極外部端子５に接続される２つの正極端子３１は、補強体１０の上面枠状部１０ａの内側に配置されている（図７及び図９参照）。

本実施形態では、このように配置された補強体１０を介して、正極外部端子５と単電池３０の正極端子３１とが電気的に接続される。

また、正極外部端子５と単電池３０の正極端子３１との間の通電経路には、電流制限部としてのＰＴＣサーミスタ４１と、電流検出部としてのシャント抵抗器４２とが設けられている。これにより、ＰＴＣサーミスタ４１によって温度上昇時の電流が制限されることで組電池１の保護を図ることができると共に、シャント抵抗器４２によって組電池１の電流を検出することができる。

単電池３０の正極端子３１から正極外部端子５までの通電経路には、ＰＴＣサーミスタ４１、補強体１０、シャント抵抗器４２がこの順で介在するように設けられている。

最も上側の２つの単電池３０は、補強体１０の上面枠状部１０ａの内側に配置されており、これにより、該上面枠状部１０ａに対して上記２つの単電池３０の正極端子３１を簡素な配索によって接続しやすくなっている。本実施形態では、これら２つの単電池３０と、上面枠状部１０ａを構成する第２補強部材１２の上縁部との間に配置されたＰＴＣサーミスタ４１を介して、単電池３０の正極端子３１と第２補強部材１２とが電気的に接続されている。

ＰＴＣサーミスタ４１は、補強体１０の第２補強部材１２と積層体２０との間に配置された回路基板５０に実装されている。ＰＴＣサーミスタ４１は、バスバー５１を介して単電池３０の正極端子３１に電気的に接続され、バスバー５２を介して補強体１０の第２補強部材１２に電気的に接続されている。

図５及び図７〜図９に示すように、ＰＴＣサーミスタ４１は、これに接続される２つの正極端子３１と上下方向Ｚにオーバラップするように配置され、これらの正極端子３１を有する２つの単電池３０の短側面に、ＰＴＣサーミスタ４１の裏面が対向配置されている。

バスバー５１は、前後方向Ｙに対する垂直面（ＸＺ平面）に配置されて、例えば溶接によって２つの正極端子３１に接合された第１面部５１ａ、該第１面部５１ａの横方向Ｘ右側端部から前後方向Ｙの後側に延びて、単電池３０と回路基板５０との間に配置された第２面部５１ｂ、該第２面部５１ｂの前後方向Ｙ後端部から横方向Ｘ右側に向かって回路基板５０まで延びる第３面部５１ｃ、及び、該第３面部５１ｃの横方向Ｘ右側端部から前後方向Ｙ後側に延びて、ＰＴＣサーミスタ４１の裏面に例えば溶接によって接合された第４面部５１ｄ（図７参照）を有する。

このように、横方向Ｘ、前後方向Ｙ及び上下方向Ｚのいずれにおいてもコンパクトに構成されたバスバー５１を介して、単電池３０の正極端子３１とＰＴＣサーミスタ４１とが電気的に接続されている。

また、ＰＴＣサーミスタ４１の表面は、これに接続される補強体１０の第２補強部材１２の凹部１２ｄの裏面に対向配置されている。

バスバー５２は、横方向Ｘに対する垂直面（ＹＺ平面）に配置されて、ＰＴＣサーミスタ４１の表面に例えば溶接によって接合された第１面部５２ａ、該第１面部５２ａの上下方向Ｚ下端部から横方向Ｘ右側に向かって第２補強部材１２の凹部１２ｄの裏面まで延びる第２面部５２ｂ、及び、該第２面部５２ｂの横方向Ｘ右側端部から上下方向Ｚの下側に延びて、第２補強部材１２の凹部１２ｄの裏面に例えば溶接によって接合された第３面部５２ｃを有する。

このように、横方向Ｘ、前後方向Ｙ及び上下方向Ｚのいずれにおいてもコンパクトに構成されたバスバー５２を介して、ＰＴＣサーミスタ４１と補強体１０の第２補強部材１２とが電気的に接続されている。

以上のように、単電池３０と第２補強部材１２との間に配置された回路基板５０にＰＴＣサーミスタ４１が実装されていることにより、回路基板５０を利用してＰＴＣサーミスタ４１を簡単に位置決めできると共に、回路基板５０の近傍に配置された正極端子３１と第２補強部材１２とに対するＰＴＣサーミスタ４１の電気的接続を、小型のバスバー５１，５２を用いた簡素な配索によってなし得る。

また、回路基板５０の放熱部を利用して、ＰＴＣサーミスタ４１からの放熱が可能となることで、正常時におけるＰＴＣサーミスタ４１の温度上昇が抑制され、これにより、ＰＴＣサーミスタ４１の温度上昇に伴う電流制限が過度に生じやすくなることを抑制できる。

さらに、単電池３０の負極端子３２に比べて電気抵抗率が高く、通電時に温度が上昇しやすい正極端子３１にＰＴＣサーミスタ４１が接続されていることから、負極端子３２に接続される場合に比べて、ＰＴＣサーミスタ４１の温度上昇に伴う電流制限の感度向上を図ることができる。

シャント抵抗器４２は、補強体１０の上面と蓋体４の上面部４ｅとの間において、前後方向Ｙに延びるように配置されている。シャント抵抗器４２の前端部は、正極外部端子５の下方に配置されており、シャント抵抗器４２の後端部は、補強体１０の第４補強部材１４の上側に重ねて配置されている。

シャント抵抗器４２の前端部には、正極外部端子５から上下方向Ｚ下側に延びるねじ部５ａ（図７及び図８参照）が貫通され、該ねじ部５ａに螺合されたナット５ｂ（図８参照）が締め付けられることで、正極外部端子５とシャント抵抗器４２とが電気的に接続されている。

図７に示すように、シャント抵抗器４２の後端部は、例えばボルト４２ａによって、補強体１０の第４補強部材１４の幅広部１４ａに接合されており、これにより、シャント抵抗器４２と補強体１０とが電気的に接続されている。

このように、シャント抵抗器４２は、バスバーのような接続部材を用いることなく、補強体１０と正極外部端子５のそれぞれに対して直接接続されている。そのため、補強体１０と正極外部端子５との間の通電経路において、部品点数の削減及び配索の簡素化を図ることができる。

以上のように接続された正極外部端子５と単電池３０の正極端子３１との間で電流が流れるとき、補強体１０に加えて、上述の波板状部材１７，１８も通電する。これにより、正極外部端子５と単電池３０の正極端子３１との間の通電経路における電気抵抗値の低減を図ることができる。

図６に示すように、負極外部端子６は、積層体２０において最も下側に配置される２個の単電池３０の負極端子３２に電気的に接続されている。負極外部端子６は、横方向Ｘにおいて積層体２０よりも右側に配置され、上下方向Ｚにおいて積層体２０よりも上側に配置されている。

単電池３０の負極端子３２から負極外部端子６までの通電経路には、積層体２０と補強体１０の第２補強部材１２との間に配置されたリレーユニット４３及びヒューズ４４が、この順で介在されている。

単電池３０の負極端子３２とリレーユニット４３とはバスバー６１を介して電気的に接続されている。バスバー６１は、前後方向Ｙに対する垂直面（ＸＺ平面）に配置されて、負極端子３２に例えば溶接によって接合された第１面部６１ａ、該第１面部６１ａの横方向Ｘ右側端部から前後方向Ｙ後側に延びる第２面部６１ｂ、該第２面部６１ｂの後端部から横方向Ｘ右側に延びる第３面部６１ｃ、及び、該第３面部６１ｃの右端部から前後方向Ｙ後側に延びて、リレーユニット４３に接合された第４面部６１ｄを有する。

ヒューズ４４は、リレーユニット４３の前後方向Ｙ後側に隣接した位置において、上下方向Ｚに延びるように配置されている。ヒューズ４４の下端部は、リレーユニット４３に直接接続されている。ヒューズ４４の上端部は、バスバー６２を介して負極外部端子６に電気的に接続されている。

バスバー６２は、横方向Ｘに直角な面に沿って上下方向Ｚに細長く延びるように配置されて、下端部においてヒューズ４４の上端部に接合された第１面部６２ａ、第１面部６２ａの上端部から横方向Ｘ左側に延びる第２面部６２ｂ、横方向Ｘに直角な面に沿って前後方向Ｙに細長く延びるように配置され、後端部の下縁において第２面部６２ｂの左端部に連なる第３面部６２ｃ、第３面部６２ｃの前端部から上下方向Ｚの上側に延びる第４面部６２ｄ、第４面部６２ｄの上端部から横方向Ｘ左側に延びる第５面部６２ｅ、及び、第５面部６２ｅの左端部から前後方向Ｙ前側に延びて、負極外部端子６に接合された第６面部６２ｆを有する。

図７及び図９に示すように、バスバー６２の第６面部６２ｆには、負極外部端子６から上下方向Ｚ下側に延びるねじ部６ａが貫通され、該ねじ部６ａに螺合されたナット６ｂが締め付けられることで、負極外部端子６とバスバー６２とが電気的に接続されている。

このように、単電池３０の負極端子３２と負極外部端子６との間の通電経路に介在するリレーユニット４３、ヒューズ４４及びバスバー６１，６２は、いずれも、積層体２０の横方向Ｘ右側に隣接して配置されている。したがって、単電池３０の負極端子３２と負極外部端子６との電気的接続を、積層体２０の右側面側に配置された電気部品のみを用いて簡素に構成することができる。

以上の第１実施形態によれば、横方向Ｘに離れて配置された単電池３０の正極端子３１と正極外部端子５との電気的接続に、導電性の補強体１０が利用されることで、該補強体１０による外装体２の補強を図りつつ、上記の電気的接続に用いる部品点数の低減ないしコンパクト化を図ることができ、バスバー５１，５２のような接続部材の配索を簡素化することができる。

また、これにより、バスバー５１，５２のような接続部材と、外装体２に収容される各種部品４１，４２，４３，４４，５０との干渉を回避しやすくなるため、これらの部品のレイアウト自由度が向上する。そのため、本実施形態のように、積層体２０と補強体１０の第２補強部材１２との間の空間を利用して、ＰＴＣサーミスタ４１が実装された回路基板５０、リレーユニット４３及びヒューズ４４を集約して配置するというレイアウトが可能になり、これにより、組電池１を全体的にコンパクトに形成することができる。

なお、第１実施形態において、補強体１０と、その内側に隣接する各種部品との間は、いずれも電気的に絶縁されている。例えば、単電池３０と補強体１０との間は、単電池３０の表面を被覆する上記のフィルムによって絶縁されている。また、補強体１０の第２補強部材１２は、少なくとも、回路基板５０、リレーユニット４３及びヒューズ４４に対向する面において、絶縁性材料からなるフィルムで被覆されている。回路基板５０、リレーユニット４３及びヒューズ４４は、第２補強部材１２との接触を抑制し得るような十分な間隔を空けて配置されることが好ましい。

［第２実施形態］
図１０は、本発明の第２実施形態に係る蓄電装置としての組電池２０１を示している。なお、第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素については説明を省略するとともに、図１０において第１実施形態と同じ符号を付している。

第２実施形態では、正極外部端子５と負極外部端子６の配置が第１実施形態とは反対になっていると共に、各単電池３０の正極端子３１と負極端子３２の位置関係が第１実施形態とは反対になるように、複数の単電池３０からなる積層体２２０が構成されている。組電池２０１のその他の構成部品は、第１実施形態と同様に配置されている。

これにより、正極外部端子５は、ヒューズ４４及びリレーユニット４３を介して、積層体２２０の最も下側の２個の単電池３０の正極端子３１に電気的に接続され、負極外部端子６は、シャント抵抗器４２及びＰＴＣサーミスタ４１を介して、積層体２２０の最も上側の２個の単電池３０の負極端子３２に電気的に接続されている。

このように構成された第２実施形態の組電池２０１においても、横方向Ｘに離れて配置された単電池３０の負極端子３２と負極外部端子６との電気的接続に、導電性の補強体１０が利用されることで、該補強体１０による外装体２の補強を図りつつ、上記の電気的接続に用いる部品点数の低減ないしコンパクト化を図ることができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の各実施形態では、電流制限部（ＰＴＣサーミスタ）が「蓄電素子の端子」と補強部材との間に設けられる例を説明したが、電流制限部は、「外部端子」と補強部材との間に設けられてもよい。

また、上述の各実施形態では、電流検出部（シャント抵抗器）が「外部端子」と補強部材との間に設けられる例を説明したが、電流検出部は、「蓄電素子の端子」と補強部材との間に設けられてもよい。

さらに、上述の実施形態では、補強部材全体が外装体の内側に配置される例を説明したが、補強部材の少なくとも一部が外装体の外側に配置されてもよい。

また、上述の実施形態では、複数の蓄電素子が上下方向Ｚに積層される例を説明したが、蓄電素子の積層方向は特に限定されるものでない。さらに、上述の実施形態では、複数の蓄電素子が１列に並べて配置される例を説明したが、蓄電素子は複数列に並べて配置されてもよい。またさらに、上述の実施形態では、蓄電装置が８個の蓄電素子からなる例を説明したが、蓄電素子の個数は特に限定されるものでなく、例えば１個であってもよい。

さらに、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、上述の実施形態のような角形の電池に限定されるものでなく、例えば、円筒形電池又はラミネート形（パウチ形）の電池であってもよい。

また、上述の実施形態では、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池のような非水電解質二次電池を有する蓄電装置を例に本発明に係る蓄電装置を説明したが、本発明に係る蓄電装置を構成する蓄電素子は、非水電解質二次電池以外の二次電池、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子であってもよい。

１，２０１ 組電池（蓄電装置）
２ 外装体
４ｅ 上面部（所定面部）
５ 正極外部端子
６ 負極外部端子
１０ 補強体
１０ａ〜１０ｄ 枠状部
１１〜１６ 第１〜第６補強部材
３０ 単電池（蓄電素子）
３１ 正極端子
３２ 負極端子
４１ ＰＴＣサーミスタ（電流制限部）
４２ シャント抵抗器（電流検出部）
５０ 回路基板

Claims (9)

1. 端子を有する蓄電素子と、
   前記蓄電素子を収容する外装体と、
   前記外装体に当接した導電性の補強部材と、
   前記外装体の外側に露出して配置され、前記補強部材を介して前記蓄電素子の前記端子に電気的に接続された外部端子と、を備えた、蓄電装置。
2. 前記外装体は、前記外部端子が設けられた所定面部を有し、
   前記補強部材は、前記所定面部の周縁に沿って枠状に配置された枠状部を有し、
   前記蓄電素子の前記端子は、前記枠状部の内側に配置されている、請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記外部端子は、前記外装体における所定方向の一端側に設けられ、
   前記蓄電素子の前記端子は、前記所定方向における前記外部端子とは反対側に設けられ、
   前記補強部材は、前記所定方向における少なくとも前記外部端子と前記蓄電素子の前記端子との間の領域を含む領域に配置されている、請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記蓄電素子の前記端子又は前記外部端子の少なくとも一方と、前記補強部材との間の通電経路に電流制限部が設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
5. 前記電流制限部は、ＰＴＣサーミスタである、請求項４に記載の蓄電装置。
6. 前記ＰＴＣサーミスタは、前記蓄電素子の前記端子と前記補強部材の所定部との間の通電経路に設けられ、且つ、前記端子と前記所定部との間に配置された回路基板に取り付けられている、請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電素子は、電気抵抗率が異なる材料からなる一対の端子を有し、
   前記ＰＴＣサーミスタは、前記一対の端子のうち電気抵抗率が高い材料からなる端子と前記補強部材との間の通電経路に設けられている、請求項５又は請求項６に記載の蓄電装置。
8. 前記外部端子又は前記蓄電素子の前記端子の少なくとも一方と、前記補強部材との間の通電経路に電流検出部が設けられている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
9. 前記外装体は絶縁性材料からなり、
   前記補強部材は、前記外装体の内側に配置されている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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