JP6354514B2 - 蓄電デバイスモジュール - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄電デバイスを一体化させた蓄電デバイスモジュールに関する。

近年、車両や電子機器の電源として、蓄電デバイスの用途が拡大している。大電流または高容量を確保する観点から、複数の蓄電デバイスを群として一体化させた蓄電デバイスモジュールの開発も進められている。
以下、車載用途を例にとって説明する。車載用途の蓄電デバイスモジュールは、例えば車室内シートの下部のような限られたスペースに搭載する必要がある。よって、蓄電デバイスモジュールの小型化が重要となる。

一方、蓄電デバイスの高性能化に伴い、蓄電デバイスの充放電電流は大電流化する傾向にある。蓄電デバイスを大電流で充放電すると、充放電に伴う発熱も大きくなる。蓄電デバイスの温度が適正温度を超えると、蓄電デバイスの劣化や熱暴走の原因となり、安全性が損なわれる。従って、蓄電デバイスを長期間にわたり安全に使用する観点から、蓄電デバイスの温度管理を行うことが重要である。

蓄電デバイスの温度管理を行うためには、温度検知センサを用いて、蓄電デバイスの温度を検知し、温度変化を監視する必要がある。よって、温度検知の精度は、蓄電デバイスの性能および安全性の維持に多大な影響を与える。充放電電流の大電流化に伴い、各蓄電デバイスの温度検知の精度を上げる重要性は増しつつある。温度検知の精度を上げる観点からは、群を構成する各蓄電デバイスの壁面に温度検知センサを接触させることが最も望ましい（特許文献１、２）。

特開２００１−９１３６３号公報 特開２００６−２５０７３４号公報

しかし、各蓄電デバイスの壁面にそれぞれ温度検知センサを接触させて設置することは困難である。

上記に鑑み、本発明は、温度上昇が顕著になりやすい蓄電デバイスと付属回路の近傍に温度検知センサを設置することにより、異常温度を迅速かつ正確に検出することを目的とする。

本発明の一局面は、それぞれが外部端子を有する２つ以上の蓄電デバイスを含む群と、前記蓄電デバイスの充放電を制御するための回路を含み、前記群の少なくとも一部に沿うように配された基板と、前記群の温度を検知する温度検知センサと、を具備し、前記群と前記基板との間に空間が保持され、前記空間に前記温度検知センサが配されている、蓄電デバイスモジュールに関する。

本発明の上記局面によれば、蓄電デバイスの異常温度を迅速かつ正確に検出することができる。

ホルダーで一体化された蓄電デバイスの群の一例を示す斜視図である。 ホルダーを外した状態の蓄電デバイスの群を示す斜視図である。 ホルダーで一体化された蓄電デバイスの群と、これを収容する外装ケースを示す斜視図である。 ホルダーで一体化され、外装ケースに収容された蓄電デバイスの群と、拘束プレートを示す斜視図である。 接合部材と蓄電デバイスとの接続関係を示す斜視図である。 温度検知センサと接合部材との接続関係を示す図５の部分拡大図である。 外装ケースに収容された蓄電デバイスの群と、カバープレートとの関係を示す斜視図である。 外装ケースに収容された蓄電デバイスの群と、回路基板との関係を示す斜視図である。 回路基板を具備する蓄電デバイスモジュールを示す斜視図である。 蓄電デバイスの外部端子と、出入力端子と、回路基板との接続関係を示す、図９ＡのＢ−Ｂ線矢視断面図である。 別の蓄電デバイスの外部端子と、温度検知センサを具備する出入力端子と、回路基板との接続関係を示す断面図である。 温度検知センサを固定する検温領域を有する接合部材（バスバー）の斜視図である。 温度検知センサを具備する出入力端子の斜視図である。 第１ケースの斜視図である。 第１ケースをＸ方向から見た側面図である。 第１ケースをＺ方向から見た平面図である。 第１ケースをＺ方向の反対から見た背面図である。 第１ケースをＹ方向の反対から見た側面図である。 第２ケースの斜視図である。 第２ケースをＸ方向から見た側面図である。 第２ケースをＺ方向から見た平面図である。 第２ケースをＹ方向から見た側面図である。 図１３Ｂの一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。

［発明の実施形態の説明］
最初に発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本実施形態に係る蓄電デバイスモジュールは、それぞれが外部端子を有する２つ以上の蓄電デバイスを含む群（以下、デバイス群）と、蓄電デバイスの充放電を制御するための回路を含み、前記群の少なくとも一部に沿うように配された基板（以下、回路基板）と、デバイス群の温度を検知する温度検知センサとを具備する。デバイス群と回路基板との間には空間（以下、検温空間）が保持され、その空間に温度検知センサが配されている。

小型化された蓄電デバイスモジュールの場合、蓄電デバイスおよび付属回路（特に蓄電デバイスに対する電力の出入力を制御するスイッチ機能を有する回路部分）の発熱による蓄電デバイスの温度上昇が顕著になりやすい。上記構成においては、回路基板がデバイス群の少なくとも一部に沿うように近接配置され、検温空間は、デバイス群および回路基板の両方と熱的に隣接している。よって、検温空間内の温度検知センサによれば、デバイス群の温度変化を迅速かつ正確に検知することができる。また、温度検知センサを蓄電デバイスの壁面に接触させる必要がなく、センサの取り付けの自由度が大きい。すなわち、本発明の上記局面によれば、小型化および大電流化の要請に応じつつ、温度検知センサの取り付けに対する構造上の制約が小さく、かつ蓄電デバイスの温度管理が容易な蓄電デバイスモジュールを提供することができる。更に、回路基板がデバイス群に近接配置されているため、蓄電デバイスモジュールの小型化も容易である。

（２）上記蓄電デバイスモジュールは、更に、隣接する蓄電デバイスの外部端子同士を連結する接合部材を具備してもよい。すなわち、２つ以上の蓄電デバイスは、接合部材により、直列および／または並列に電気的に接続される。接合部材には、例えば金属板（バスバー（busbar））が用いられる。接合部材が検温空間に配される場合、温度検知センサは、接合部材を介して、デバイス群の温度を検知することが好ましい。これにより、温度検知センサの設置が容易になる。このとき、温度検知センサは、接合部材の温度を検知することにより、間接的にデバイス群の温度変化を検知する。検温空間に配されている接合部材は、デバイス群の温度変化を敏感に反映するため、各蓄電デバイスに温度検知センサを設置することなく、より迅速かつ正確にデバイス群の温度を検知することができる。

（３）上記蓄電デバイスモジュールは、更に、前記群に対する電力の出入力のための一対の出入力端子を具備してもよく、前記一対の出入力端子が、前記群と前記基板とを連結してもよい。回路基板は、例えば、デバイス群に対する電力の出入力を制御するスイッチ機能を有する回路を具備する。出入力端子は、具体的には、蓄電デバイスの外部端子と、スイッチ機能を有する回路とに接続される。出入力端子は、デバイス群と回路基板との間の検温空間に配することが伝導経路の短縮の観点から好ましい。出入力端子が検温空間に配される場合、温度検知センサは、一対の出入力端子の少なくとも一方を介して、デバイス群の温度を検知してもよい。このとき、温度検知センサは、出入力端子の温度を検知することにより、間接的にデバイス群の温度変化を検知する。検温空間に配されている出入力端子は、デバイス群の温度変化を敏感に反映するとともに、通常のモジュール使用時において、最も高温になり易い部材でもある。よって、出入力端子を介してデバイス群の温度を検知することにより、デバイス群の異常温度をより迅速に検知することができる。よって、モジュール使用時の安全性が高められる。
なお、検温空間内に温度検知センサが配される限り、温度検知センサの数や設置場所は特に限定されない。

（４）上記蓄電デバイスモジュールは、更に、２つ以上の蓄電デバイスを一体化する絶縁性を有するホルダーを具備してもよい。ここで、ホルダーは、デバイス群の一方の端部（以下、第１端部）と勘合する第１ケースと、デバイス群の第１端部と対向する他方の端部（以下、第２端部）と勘合する第２ケースとを具備することが好ましい。第１ケースは、デバイス群の第１端部と勘合する内側収容部と、内側収容部の反対側に配置された外側収容部とを具備することが好ましい。このとき、回路基板は、外側収容部を覆うように配することが好ましい。また、外側収容部は、外部端子および／または出入力端子、温度検知センサならびに接合部材を収容することが好ましい。すなわち、検温空間は、外側収容部により保持される。これにより、デバイス群の外部端子と回路基板との距離が近くなり、出入力端子と回路基板との接続構造を簡易かつ低抵抗にすることが容易となる。また、蓄電デバイスモジュールは、全体的に取り扱い易い形状となり、機械的もしくは構造的な強度が向上する。更に、ホルダーの存在により、蓄電デバイス同士を接合部材で接続する作業の安全性が向上する。複数の蓄電デバイスを２つの部品からなるホルダーで一体化できるため、組み立ても容易である。

（５）好ましい形態において、蓄電デバイスは、発電要素または蓄電要素と、発電要素または蓄電要素を収容する角型ケースとを具備する。すなわち、蓄電デバイスは角型デバイスであることが好ましい。角型ケースは、一般に、角型の金属容器と、金属容器の開口を塞ぐ封口板とを具備する。通常、２つの外部端子は封口板に設けられている。この場合、２つ以上の蓄電デバイスの封口板は、第１端部に整列して配置される。外部端子の形状は特に限定されないが、例えば突起状であることが好ましい。これにより、接合部材で隣接する蓄電デバイスの外部端子同士を連結しやすくなる。

封口板が互いに極性の異なる２つの外部端子を有する場合は、同じ極性の外部端子同士を連結することで、複数の蓄電デバイスを並列に接続することが可能である。また、隣接する蓄電デバイスの異なる極性の外部端子同士を連結することで、複数の蓄電デバイスを直列に接続することが可能である。

封口板は、蓄電デバイスの内圧が上昇したときに作動するガス抜き弁を有してもよい。このとき、第１ケースは、ガス抜き弁と所定間隔を隔てて対向する蓋部を有することが好ましい。これにより、十分なガスの通路が確保される。また、外側収容部を覆うように配置されている回路基板を、ガスから保護することができる。

角型蓄電デバイスを上記のように配置することにより、蓄電デバイスモジュールの構造的強度は一層高められる。ただし、蓄電デバイスの形状は、角型に限られず、円筒型および／またはラミネート型でもよく、これら以外の形状でもよい。また、異なる形状の蓄電デバイスを一体化させてモジュールにしてもよい。

（６）第１ケースは、隣接する蓄電デバイス間に介在する第１仕切り部材を有し、同様に、第２ケースは、隣接する蓄電デバイス間に介在する第２仕切り部材を有することが好ましい。これにより、複数の蓄電デバイスは、ホルダー内に確実に位置決めされ、その状態で固定される。上記蓄電デバイスモジュールは、組み立てが更に容易であり、構造的強度も高い。また、構造が簡易であることから、モジュールの小型化、更には軽量化も容易である。

第１仕切り部材および第２仕切り部材により、隣接する蓄電デバイス間には空間が保持される。これにより、蓄電デバイス間に空気が対流する空間を保持することができる。よって、優れた放熱性が得られると同時に、デバイス群と回路基板との間の検温空間の温度は、デバイス群の側面の温度を反映しやすくなる。また、衝撃および／または振動によって蓄電デバイス同士が接触して擦れる不具合も生じない。よって、蓄電デバイスの破損を防止することもできる。

ホルダー（第１ケースおよび第２ケース）は、絶縁性を有するため、第１端部および第２端部に配された金属容器の一方および他方の端部の外側の面は、第１ケースおよび第２ケースと直に接触してもよい。これにより、蓄電デバイスを絶縁性の外装シートで覆う必要がなくなり、製造コストを抑えることができる。

第１ケースと第２ケースとを連結することにより、第１ケースと第２ケースとでデバイス群を第１端部および第２端部から挟持してもよい。これにより、蓄電デバイスモジュールの構造的強度が更に高められる。

外側収容部は、隣接する蓄電デバイスの外部端子のうち、接合部材により連結されない外部端子同士を電気的に絶縁する第３仕切り部材を有することが好ましい。これにより、必要な外部端子同士を接合部材で接合する際に、不要な電気的な誤接触を避けることができる。第３仕切り部材は、構造的強度の向上にも寄与する。

外側収容部は、外部端子および接合部材を囲うように配されたリブを有することが好ましい。これにより、蓄電デバイスが全体的に更に取り扱い易い形状となり、構造的強度も更に向上する。このときリブの端面と第３仕切り部材の端面とが面一であることが好ましい。これにより、構造的強度が一層向上する。なお、同様の観点から、ガス抜き弁と対向する蓋部も、リブの端面および第３仕切り部材の端面と面一であることが好ましい。

（７）上記蓄電デバイスモジュールを構成する蓄電デバイスの種類は、特に限定されないが、電池および／またはキャパシタ（もしくはコンデンサ）が挙げられる。電池の種類は特に限定されないが、非水電解質電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池などの化学電池が挙げられる。キャパシタ（もしくはコンデンサ）の種類も特に限定されないが、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタなどが挙げられる。

［発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態を以下に具体的に説明する。なお、本発明は、以下の内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１に示すように、複数の蓄電デバイス１００は、絶縁性を有するホルダーにより一体化され、デバイス群を形成している。図２は、複数の蓄電デバイスからホルダー（第１ケースと第２ケース）を外した状態を示している。ホルダーは、デバイス群の上端部１００ａと勘合する第１ケース２００と、デバイス群の下端部１００ｂと勘合する第２ケース３００とを具備する。なお、ホルダーを用いることは必須ではないが、ホルダーを用いることでデバイス群の構造的強度が高まり、取り扱いが容易となる。

図３は、蓄電デバイス１００の群を、更に頑丈な外装ケース５００に収容する場合を示している。図４は、外装ケース５００に収容された蓄電デバイスの側面を、更に拘束プレート５５０で固定する場合を示している。外装ケース５００および拘束プレート５５０を用いることは必須ではないが、例えば、車両に蓄電デバイスモジュールを載置する場合には、このような強度の高い外装ケース５００や拘束プレート５５０を用いることが望ましい。

蓄電デバイス１００は、図２に示すように、発電要素または蓄電要素と、その要素を収容する角型ケースとを具備する。角型ケースは、上部が開口した有底角型の金属容器１０１と、上部開口を塞ぐ封口板１０３とで構成されている。金属容器１０１の開口形状は、細長い長方形またはこれに近似した形状である。金属容器１０１は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金製である。複数の蓄電デバイス１００の封口板１０３は、デバイス群の上端部１００ａに整列して配置されている。

封口板１０３の一方側寄りには、封口板を貫通する第１外部端子１０５が設けられ、封口板の他方側寄りには、封口板を貫通する第２外部端子１０７が設けられている。第１外部端子１０５と第２外部端子１０７とは逆極性を有し、いずれも突起状または柱状である。第１外部端子１０５と第２外部端子１０７は、蓄電デバイス１００の対称な位置に対称な形状で配置されている。封口板１０３の中央には、蓄電デバイス１００の内圧が上昇したときに、内部で発生したガスを放出するためのガス抜き弁１０９が設けられている。

図５および図６は、接合部材４００と蓄電デバイス１００の外部端子との接続関係を示している。ホルダー内には、複数の蓄電デバイス１００が、第１外部端子１０５と第２外部端子１０７とが交互に隣り合うように収容されている。よって、全ての蓄電デバイス１００を直列に電気的に接続する場合には、複数のバスバー４０１（蓄電デバイスの数がｎ個であれば（ｎ−１）個のバスバー）を用いて、最近接する異なる極性の外部端子同士が、第１外部端子側と第２外部端子側とで交互に接続される。

図示例では、外部端子１０５（１０７）が雄螺子となり、バスバー４０１、４０１Ｘをナット４０３により固定する場合を示している。接合部材４００は、バスバー４０１、４０１Ｘとナット４０３とを包含する。バスバー４０１、４０１Ｘは、板状の導電性材料であり、蓄電デバイス１００の外部端子を貫通させる２つの端子用孔を有する。

バスバー４０１Ｘには、温度検知電センサ４０２を固定するための螺子穴４０１ｂが設けられている。蓄電デバイス１００の壁面に温度検知センサ４０２を固定することは困難である一方、バスバー４０１Ｘに温度検知センサ４０２を固定することは容易である。複数のバスバーを用いる場合、全てのバスバーが、検温空間内において、デバイス群と電気的および熱的に接続される。よって、バスバー間の温度は大きく異なることがなく、全てのバスバーに温度検知センサを設置する必要はない。少なくとも１つのバスバー（図示例の場合はバスバー４０１Ｘ）に温度検知センサ４０２を設置すれば十分である。

バスバー４０１、４０１Ｘは、電気伝導性および熱伝導性に優れる金属材料により形成することが好ましい。例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などを用いて、バスバーを形成することが好ましい。これにより、デバイス群の温度を迅速かつ正確に検知することが更に容易となる。

温度検知センサの種類は特に限定されない。例えば、温度変化に対して電気抵抗が大きく変化する抵抗体（サーミスタ）、ペルチェ素子などを、温度検知センサとして用いることができる。図６に示す温度検知センサ４０２は、サーミスタであり、温度検知センサ４０２には、螺子４０２ｂを通す螺子穴４０２ａが設けられている。

図１０は、温度検知センサ４０２が接続されるバスバー４０１Ｘの斜視図である。バスバー４０１Ｘは、２つの端子用孔４０１ａに加え、温度検知センサ４０２を固定するための螺子穴４０１ｂを有する。螺子穴４０１ｂは、バスバー４０１Ｘの２つの端子用孔４０１ａの間に設けてもよいが、２つの端子用孔４０１ａの間の電気伝導経路を外れる位置に設けることが望ましい。図示例のバスバー４０１Ｘは、２つの端子用孔４０１ａを有する長方形の電気伝導領域４０１Ａと、これに隣接する長方形の検温領域４０１Ｂとを有し、検温領域４０１Ｂに螺子穴４０１ｂが設けられている。検温領域４０１ｂには、温度検知センサ４０２を螺子で固定するときに温度検知センサ４０２の回転を抑制する突起４０１ｃを設けてもよい。

温度検知センサ４０２のバスバー４０１Ｘへの取り付けは、温度検知センサ４０２の螺子穴４０２ａと検温領域４０１Ｂの螺子穴４０１ｂとを同軸になるように位置合わせし、螺子４０２ｂを両螺子穴に挿入し、締結することにより行われる。これにより、温度検知センサ４０２をバスバー４０１Ｘにしっかりと固定することができる。よって、振動により温度検知センサ４０２がバスバー４０１Ｘから外れることを防止することができる。

なお、温度検知センサは、上記のようなバスバー４０１Ｘに限らず、接合部材４００のいずれに固定してもよい。例えば、他のバスバー４０１、ナット４０３もしくはワッシャに温度検知センサを接続してもよい。接合部材４００（特にバスバー４０１、４０１Ｘ、ナット４０３）には、接触電気抵抗の低減、腐食防止などの観点から、めっきを施してもよい。これにより、接合部材４００による蓄電デバイス同士の接続を安定化させることができる。

デバイス群の最も外側に配置される２つの蓄電デバイス１００の一方の第１外部端子１０５Ｘおよび他方の第２外部端子１０７Ｙは、蓄電デバイスモジュールの出入力端４０５として機能する特別な接続部品と接続される。

図７は、外装ケース５００に収容された蓄電デバイスモジュールと、カバープレート５７０との関係を示している。カバープレート５７０により、外的要因による外部端子間の短絡が防止され、外部端子間の絶縁がより確実に確保される。ただし、外部端子間の絶縁が確保される構造であれば、カバープレート５７０を用いることは必須ではない。

図８に示すように、外装ケース５００に収容された蓄電デバイスのカバープレート５７０上には、蓄電デバイス１００の充放電を制御する制御回路を具備する回路基板６００を配置することができる。すなわち、回路基板６００は、矩形のデバイス群の封口板側の面に沿うように配される。これにより、デバイス群および回路基板６００の両方と熱的に隣接する検温空間５８０（図９Ｂ、図９Ｃ参照）が形成される。回路基板６００の最下面と蓄電デバイス１００の封口板１０３の最上面との距離（すなわち検温空間５８０の厚み）は、例えば５〜２５ｍｍである。これにより、温度検知の正確性を確保しつつ、検温空間５８０内に過度に熱が籠ることを抑制することができる。よって、蓄電デバイスモジュールの放熱性が向上する。

図９Ａに、回路基板６００を具備する蓄電デバイスモジュール７００の一例の外観を示す。図９Ｂには、蓄電デバイス１００の外部端子１０７Ｙと回路基板６００との出入力端子４０５を介した接続構造を示す。図９Ｂは、図９ＡのＢ−Ｂ線矢視図である。

蓄電デバイス１００の外部端子１０５Ｘまたは１０７Ｙと、回路基板６００とは、出入力端子４０５を介して接続される。出入力端子４０５は、デバイス群の温度変化に敏感であり、かつ最も高温になり易いため、出入力端子４０５を介してデバイス群の温度を検知してもよい。図９Ｃは、図９Ｂの実施形態の変形例であり、出入力端子４０５に温度検知センサ４０２が固定されている。図９Ｃの実施形態においては、バスバー４０１、４０１Ｘなどに温度検知センサを固定する必要はない。

図１１に示すように、出入力端子４０５は、外部端子１０５Ｘ（１０７Ｙ）が貫通する孔４０５ａを有し、ナット４０３と加締められる板状部４０５ｂと、孔４０５ａと間隔を隔てて板状部４０５ｂから上方に延びる柱状部４０５ｃとを有する。柱状部４０５ｃの先端付近には、中空部４０５ｄを設けてもよく、中空部４０５ｄの内壁に螺子溝を形成して柱状部４０５ｃを雌螺子としてもよい。なお、図１１に例示する出入力端子４０５には温度検知センサ４０２が固定されているが（図９Ｃ参照）、バスバー４０１、４０１Ｘなどに温度検知センサが固定されている場合には、出入力端子４０５に温度検知センサ４０２を固定する必要はない。

出入力端子４０５の柱状部４０５ｃは、カバープレート５７０に設けられた貫通孔５７１を通過して回路基板６００に到達する高さを有する。貫通孔５７１には、カバープレート５７０と柱状部４０５ｃとを絶縁性するガイド部品５７５を介在させてもよい。柱状部４０５ｃの先端は、例えば平坦面になっている。柱状部４０５ｃの先端の平坦面は、回路基板６００の下面に露出する端子電極６０１と当接させることができる。この状態で、雄螺子５９０を柱状部４０５ｃの雌螺子に勘合させることにより、柱状部４０５ｃの先端の平坦面と回路基板６００の端子電極６０１とが強固に面接触し、電気的接続が達成される。柱状部４０５ｃの先端と端子電極６０１との接触面積は２０ｍｍ²以上であることが望ましい。これにより、出入力端子４０５と回路基板６００との接続抵抗が低くなり、大電流による充放電に有利となる。

次に、デバイス群を固定するホルダーの一例について説明する。
図１２Ａ〜図１２Ｅに、各方向から見た第１ケース２００の外観を示す。図１３Ａ〜図 １３Ｄに、各方向から見た第２ケース３００の外観を示し、図１３Ｅは、図１３Ｂの一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。第１ケースおよび第２ケースは、それぞれ隣接する蓄電デバイス１００間に介在する板状の仕切り部材２０１、３０１を有する（図２参照）。これにより、各ケースには、各蓄電デバイス１００の上端部または下端部に勘合する仕切り構造が形成されるとともに、隣接する蓄電デバイス１００間には空間１０２が保持される。これにより、優れた放熱性が確保される。

各蓄電デバイス１００の配列は、仕切り構造により規制される。よって、第２ケース３００に、その仕切り構造に合わせて、各蓄電デバイス１００を下端部１００ｂから挿入することにより、複数の蓄電デバイス１００が整列した状態で第２ケース３００に収容される（図２参照）。その後、第１ケース２００を、第２ケース３００に収容されたデバイス群の上端部１００ａに勘合させることにより、第１ケース２００の仕切り構造によってデバイス群が固定される。よって、隣接する蓄電デバイス１００間の空間１０２が安定的に保持される。すなわち、簡易な作業で、複数の蓄電デバイスを一体化でき、かつ得られる構造の安定性も優れている。

隣接する蓄電デバイス１００間に定常的に空間が保持されるため、振動および／または衝撃により蓄電デバイス１００同士が接触することも防止される。よって、蓄電デバイス同士の電気的な絶縁が確実に確保でき、蓄電デバイスの擦れによる破損も防止される。

第１ケース２００および第２ケース３００は、それぞれ絶縁性を有し、かつ軽量性に優れる樹脂製部品であることが好ましい。第１ケース２００および第２ケース３００は、例えば、ポリオレフィンおよび／またはこれを含む樹脂組成物の成形品であることが好ましい。ポリオレフィンとしては、耐熱性に優れるポリプロピレン（ＰＰ）が好ましい。

第１ケース２００は、蓄電デバイス１００の上端部と両サイド２００ａ、２００ｂが接触するとともに中央にガス抜き弁１０９と対向する蓋部２０５を有する天面板２１０と、蓋部２０５を除く天面板２１０の周囲から上方に立ち上がる外リブ２３０と、蓋部２０５を除く天面板２１０の周囲から下方に立ち下がる内リブ２５０と、天面板２１０を等分するように天面板から立ち下がる板状の第１仕切り部材２０１（図１２Ｃ参照）とを有する。天面板２１０は、平面視では矩形であり、蓋部２０５は外リブ２３０の端面２３０ａと面一である。

上記のように、第１ケース２００は、天面板２１０と内リブ２５０とで区画された内側収容部２０７を有するとともに、内側収容部２０７の反対側に、天面板２１０と外リブ２３０とで区画された外側収容部２０９を有する。

外リブ２３０は、金属容器１０１の開口の長辺と平行な第１側壁２３１と、金属容器１０１の開口の短辺（すなわちデバイス群の積層方向）と平行な第２側壁２３３とを有する。同様に、内リブ２５０は、金属容器１０１の開口の長辺と平行な第１側壁２５１と、金属容器１０１の開口の短辺（すなわちデバイス群の積層方向）と平行な第２側壁２５３とを有する。

内側収容部２０７は、内リブ２５０および第１仕切り部材２０１により、更に複数の区画２０３に分割されている。各区画２０３には、蓄電デバイスの上端部が１つずつ勘合する。天面板２１０には、図１２Ｃに明確に示されるように、区画毎に各蓄電デバイスの２つの外部端子に対応する開口２１１が設けられている。すなわち、内側収容部２０７と外側収容部２０９とは、外部端子を外側収容部２０９側に露出させる複数の開口２１１により連通している。

外側収容部２０９には、図５、図６に示すように、蓄電デバイス１００の突起状の外部端子１０５（１０７）と、隣接する端子間を接続する接合部材４００とが収容される。一方、接合部材４００（バスバー４０１、４０１Ｘ）により連結されない外部端子同士は、外側収容部２０９に設けられた第３仕切り部材２０２により互いに隔絶される。外リブ２３０の端面２３０ａと第３仕切り部材２０２の端面２０２ａとは面一である。

第３仕切り部材２０２は、一部の外部端子同士をバスバーのような接合部材４００で接続する作業の安全性を確保するのに役立つ。バスバーおよび／または工具類が接続対象ではない外部端子に誤接触すると、蓄電デバイス１００が短絡し、蓄電デバイス１００が破損したり、作業の安全性が低下したりする。第３仕切り部材２０２は、このような誤接触を防止する。

外側収容部２０９は、接続部材と勘合する凹凸形状を有してもよい。これにより、接合部材の配置が規制されるため、接続するべき外部端子を間違わずに選択することができ、誤接続が防止される。外側収容部２０９は、カバープレート５７０により覆われ、外部端子および接続構造は外部から隔絶される。

第２ケース３００は、蓄電デバイス１００の底面と接触する矩形の底面板３１０と、底面板の周囲から上方に立ち上がるリブ３３０と、底面板を等分するように底面板から立ち上がる板状の第２仕切り部材３０１とを有する。リブ３３０は、金属容器１０１の開口の長辺と平行で、中央が凹んだ第１側壁３３１（図１３Ｂ参照）と、金属容器１０１の開口の短辺（すなわちデバイス群の積層方向）と平行な第２側壁３３３（図１３Ｂ参照）とを有する。

第２ケース３００は、リブ３３０および第２仕切り部材３０１により、複数の区画３０３に分割され、各区画３０３に蓄電デバイスが１つずつ挿入される。底面板３１０には、図１３Ｃに明確に示されるように、区画毎に開口３１１が設けられ、開口３１１により蓄電デバイス１００の底面からの放熱を促している。

第１ケース２００は、第２側壁２３３（２５３）の対称な複数箇所に、第２ケース３００の第２側壁３３３まで延びる第１係合部材２７０を有する。一方、第２ケース３００は、第１係合部材２７０に対応する複数箇所に、第１係合部材２７０と勘合する第２係合部材３７０を有する。第１係合部材２７０と第２係合部材３７０とを勘合させることにより、第１係合部材２７０に張力が働き、第１ケース２００と第２ケース３００とでデバイス群が挟持される。これにより、デバイス群が更に強固に固定される。

具体的には、第１係合部材２７０は、図１２Ｅに示すように、第２側壁２３３（２５３）から下方に向かって延びるリング状部材として形成されている。一方、第２係合部材３７０は、図１３Ｄ、図１３Ｅに示すように、第２側壁３３３の上端付近に、上端から下方に向かってテーパー状に厚みが大きくなる突起として形成されている。リング状部材の先端を突起に係合させることにより、第１ケース２００と第２ケース３００とが連結される。

本発明の実施形態に係る蓄電デバイスモジュールにおいては、蓄電デバイスの異常温度を迅速かつ正確に検出することができる。また、小型化および大電流化に適し、温度検知センサの取り付けに対する構造上の制約が小さく、かつ蓄電デバイスの温度管理が容易で、安全性に優れている。また、振動および／または衝撃に対する耐性が高く、長期間にわたって優れた放熱性を維持することができる。よって、上記蓄電デバイスモジュールは、例えば車両に搭載するのに適している。

１００：蓄電デバイス、１００ａ：上端部、１００ｂ：下端部、１０１：金属容器、１０２：空間、１０３：封口板、１０５（１０５Ｘ）：第１外部端子、１０７（１０７Ｙ）：第２外部端子、１０９：ガス抜き弁、２００：第１ケース、２００ａ、２００ｂ：サイド、２０１：第１仕切り部材、２０２：第３仕切り部材、２０２ａ：第３仕切り部材の端面、２０３：区画、２０５：蓋部、２０７：内側収容部、２０９：外側収容部、２１０：天面板、２１１：天面板の開口、２３０：外リブ、２３０ａ：外リブの端面、２３１：外リブの第１側壁、２３３：外リブの第２側壁、２５０：内リブ、２５１：内リブの第１側壁、２５３：内リブの第２側壁、２７０：第１係合部材、３００：第２ケース、３０１：第２仕切り部材、３０３：区画、３１０：底面板、３１１：底面板の開口、３３０：リブ、３３１：リブの第１側壁、３３３：リブの第２側壁、３７０：第２係合部材、４００：接合部材、４０１，４０１Ｘ：バスバー、４０１ａ：端子用孔、４０１ｂ：螺子穴、４０１ｃ：突起、４０１Ａ：電気伝導領域、４０１Ｂ：検温領域、４０２：温度検知センサ、４０２ａ：螺子穴、４０２ｂ：螺子、４０３：ナット、４０５：接続部品、４０５ａ：孔、４０５ｂ：板状部、４０５ｃ：柱状部、４０５ｄ：中空部、５００：外装ケース、５５０：拘束プレート、５７０：カバープレート、５７１：貫通孔、５７５：ガイド部品、５８０：検温空間、５９０：雄螺子、６００：回路基板、６０１：端子電極、７００：蓄電デバイスモジュール

Claims (12)

1. それぞれが外部端子を有する２つ以上の蓄電デバイスを含む群と、
   前記蓄電デバイスの充放電を制御するための回路を含み、前記群の少なくとも一部に沿うように配された基板と、
   前記群の温度を検知する温度検知センサと、
   前記群に対する電力の出入力のための一対の出入力端子と、を具備し、
   前記回路が、前記蓄電デバイスに対する電力の出入力を制御するスイッチ機能を有し、
   前記一対の出入力端子により、前記群と前記基板とが連結されており、
   前記群と前記基板との間に空間が保持され、前記空間に前記一対の出入力端子と前記温度検知センサが配されている、蓄電デバイスモジュール。
2. 更に、隣接する前記蓄電デバイスの前記外部端子同士を連結する接合部材を具備し、
   前記空間に前記接合部材が配され、
   前記温度検知センサが、前記接合部材を介して、前記群の温度を検知する、請求項１に記載の蓄電デバイスモジュール。
3. 前記温度検知センサが、前記一対の出入力端子の少なくとも一方を介して、前記群の温度を検知する、請求項１に記載の蓄電デバイスモジュール。
4. 更に、前記２つ以上の蓄電デバイスを一体化する絶縁性を有するホルダーを具備し、
   前記ホルダーが、前記群の一方の端部と勘合する第１ケースと、前記群の前記一方の端部と対向する他方の端部と勘合する第２ケースと、を具備し、
   前記第１ケースが、前記群の前記一方の端部と勘合する内側収容部と、前記内側収容部の反対側に配置された外側収容部と、を具備し、
   前記空間が、前記外側収容部により保持されている、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の蓄電デバイスモジュール。
5. 前記蓄電デバイスが、発電要素または蓄電要素と、前記発電要素または前記蓄電要素を収容する角型ケースと、を具備し、
   前記角型ケースが、金属容器と、前記金属容器の開口を塞ぐ封口板と、を具備し、前記封口板が、前記外部端子を有し、
   前記２つ以上の蓄電デバイスの前記封口板が、前記一方の端部に、整列して配置されている、請求項４に記載の蓄電デバイスモジュール。
6. 前記第１ケースは、隣接する前記蓄電デバイス間に介在する第１仕切り部材を有し、
   前記第２ケースは、隣接する前記蓄電デバイス間に介在する第２仕切り部材を有し、
   前記第１仕切り部材および前記第２仕切り部材により、隣接する前記蓄電デバイス間に空間が保持される、請求項４または請求項５に記載の蓄電デバイスモジュール。
7. 前記蓄電デバイスが、電池および／またはキャパシタである、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の蓄電デバイスモジュール。
8. 前記出入力端子は、前記外部端子と接続される板状部と、前記板状部から上方に延びる柱状部とを有し、
   前記基板が端子電極を有し、
   前記柱状部の先端が、前記端子電極と接続されている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の蓄電デバイスモジュール。
9. 前記板状部は、前記外部端子が貫通する孔を有し、かつナットと加締められる、請求項８に記載の蓄電デバイスモジュール。
10. 前記柱状部の先端が平坦面を有し、前記平坦面が前記端子電極と面接触している、請求項８または請求項９に記載の蓄電デバイスモジュール。
11. 前記柱状部が前記先端付近に中空部を有し、
    前記中空部の内壁が雌螺子を有し、
    前記中空部に雄螺子を嵌合させることにより、前記柱状部と前記端子電極とが接合されている、請求項１０に記載の蓄電デバイスモジュール。
12. 前記柱状部の前記平坦面と前記端子電極との接触面積が２０ｍｍ ^２ 以上である、請求項１０または請求項１１に記載の蓄電デバイスモジュール。

Images