WO2013069356A1

WO2013069356A1 - 定置用電力システム

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Publication number: WO2013069356A1
Application number: PCT/JP2012/071641
Authority: WO
Inventors: 弘達松尾; 亮一高津; 郁石井; 直人轟木
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-05-16
Also published as: JP2013101809A

Abstract

単電池（４１）を有するセルユニット（４０）と、セルユニット（４０）とを収容するケースを有する電池モジュール（１）と、充電制御装置（５）又は放電制御装置（６）の少なくともいずれか一方の制御装置とを備えた定置用電力システムであって、ケースは、第１のガイド部（１７）を有する第１の部材と、第１のガイド部（１７）上をスライドすることにより第１のガイド部（１７）と嵌合する第２のガイド部（２７）を有する第２の部材とを備える。

Description

定置用電力システム

　本発明は、定置用電力システムに関するものである。

　一面が開口し内部に薄型電池を積層した扁平型組電池を収容する金属容器本体と、金属容器本体の開口部を閉塞する金属蓋とを備え、金属容器本体の開口端部周辺と金属蓋の蓋端部周縁とを巻締めて結合する電池収容容器が知られている。

　しかしながら、上記従来の電池収容容器では、薄型電池の状態を目視で確認するためには、巻締めによる結合部分を解体しなければならず、解体工数が多くなり、電池の状態の目視による監視を容易に行うことができない、という問題があった。

　本発明が解決しようとする課題は、電池の状態の目視による監視を容易に行うことができる電池モジュールを備えた定置用電力システムを、提供することである。

特開２００６－９２８８４号公報

　本発明は、第１のガイド部を有する第１の部材と、第１のガイド部上をスライドすることにより第１のガイド部と嵌合する第２のガイド部を有する第２の部材とによりセルユニットを収容することによって上記課題を解決する。

　本発明は、第２の部材を第１部材からスライドさせることで、単電池が見える状態になるため、電池の状態の目視による監視を容易に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る定置用電力システムの電池モジュールを示す分解斜視図である。図１の電池モジュールの分解平面図である。図１の電池モジュールのＡ－Ａ線に沿う部分断面図である。図１の電池モジュールのＡ－Ａ線に沿う部分断面図である。図３及び図４の電池モジュールのＢ部分の拡大図である。本発明の一実施の形態に係る定置用電力システムを示すブロック図である。図６の定置用電力システムの構造体の斜視図である。図７ａの定置用電力システムの一部を分解した分解斜視図である。図４の電池モジュールの変形例を示す部分断面図である。図８の電池モジュールのＣ部分の拡大図である。図１の電池モジュールの変形例を示す分解側面図である。本発明の一実施の形態に係る定置用電力システムの電池モジュールの斜視図である。図１１の電池モジュールのＤ部分の拡大図である。図１１の電池モジュールのＥ部分の拡大図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

　≪第１実施形態≫
　図１は第１の実施形態に係る定置用電力システムの電池モジュールの分解斜視図であり、図２は、本例の電池モジュールの分解平面図である。本例の定置用電力システムの電池モジュール１は、複数の単電池１１が積層されてなるセルユニット４０と、セルユニット４０を収容するケースとを備える。

　セルユニット４０（単電池の積層体）を構成する単電池４１は、たとえばエネルギー密度及び密封性が高いリチウムイオン二次電池を採用することができ、内部電極対、セパレータ及び電解液からなる発電要素が平面長方形状で可撓性を有する袋状外装部材によって密封されたシート状の電池を採用することができる。こうした扁平状リチウムイオン二次電池の内部構造や充放電原理は公知であるためその詳細な説明は省略するが、袋状外装部材は熱可塑性樹脂製の内層と、金属箔製の中間層と、絶縁性樹脂製の外層とを備えるラミネートフィルムで形成され、発電要素が袋状外装部材に密封されるため、袋状外装部材の外部に導出される電極端子以外は電気絶縁性が確保されることになる。

　図１に示すように、単電池４１の積層体であるセルユニット４０は、単電池４１を複数（同図に示す例では４つ）積み重ねて構成され、図示はしないが両短辺から導出された正極端子（正極タブ）と負極端子（負極タブ）とが直接又はバスバーにより順次接続されている。これによりたとえば４つの単電池１１が直列接続された回路構成となる。

　ケースは、直方体状部材であり、第１のケース１０と、一対の第２のケース２０と、第３のケース３０とを備え、アルミニウム合金やプラスチックなどで構成されている。

　第１のケース１０は、図１に示すように直方体状に形成された筐体であり、第１のケース底面１２と、第１のケース天井面１３と、第１のケース１２及び第１のケース天井面１３から延在してなる第１のケース側壁面１４とを備える。第１のケース底面１２は第１のケース１０の主面でありセルユニット４０の一方の主面４２に当接し、第１のケースの天井面１３は第１のケース１０の主面でありセルユニット４０の他方の主面４３に当接し、第１のケースの側壁面１４はセルユニット４０の短辺側の側壁面４４に当接する。また第１のケース側壁面１４に隣接する両壁面には、それぞれ第１の開口部１５が設けられており、第１のケース側壁面１４と対向する面には、第２の開口部１６が設けられている。これにより、第１のケース１０は、Ｕ字の形状をした筐体となる。

　また第１のケース天井面１３において、一方の第１の開口部１５側の辺の部分には、第１のガイド部１７が当該辺に沿って形成されており、他方の第１の開口部１５側の辺の部分にも、第１のガイド部１７が当該辺に沿って形成されている。同様に第１のケース底面１２において、一方の第１の開口部１５側の辺の部分には、第１のガイド部１７が当該辺に沿って形成されており、他方の第１の開口部１５側の辺の部分にも、第１のガイド部１７が当該辺に沿って形成されている。第１のガイド部１７は、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１４からそれぞれ内側に向かって凹んだレールの形状により形成されており、第１の開口部１５側の辺に沿って平行に溝を切ることにより形成されている。第１のガイド部１７の第２の開口部１６側の一端は、第２の開口部１６である開口面を向くように形成されており、第１のガイド部１７の第１のケース側壁面１４側の他端は、第１のケース側壁面１４と面一になるよう形成されておらず、第１のケース天井面１３上で堰き止められている。また第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２は、単電池４１の積層方向（セルユニット４０の主面における面方向）と垂直な面であるため、第１のガイド部１７は、単電池４１の積層方向に対して垂直方向に形成されている。

　第３のケース３０は、図１に示すように、セルユニット４０の短辺側に装着されるケースであり、セルユニット４０の短辺側の側面を保持する。なお、図示はしないが、第３のケース３０の中に、プラスチックなどの絶縁体からなる絶縁性カバーを設け、当該絶縁性カバーによりセルユニット４０と第３のケース３０との絶縁性を確保してもよい。そして、第３のケース３０は、当該絶縁性カバーを介してセルユニット４０を保持してもよい。

　第３のケース３０は、直方体状に形成された筐体であり、第３のケース底面３２と、第３のケース天井面３３と、第３のケース側壁面３４と、第３のケース側壁面３５とを備える。第３のケース３０には、図示しないコネクタが設けられており、当該コネクタはセルユニット４０と外部の接続端子（図示しない）とを電気的に接続するための端子である。第３のケース側壁面３４は、第３のケース底面３２及び第３のケース天井面３３のそれぞれ長辺から延在してなる側壁であり、第３のケース側壁面３５は、第３のケース底面３２及び第３のケース天井面３３のそれぞれ短辺から延在してなる両側壁である。

　第３のケース天井面３３において、一方の第３の側壁面３５側の辺の部分には、第１のガイド部３７が当該辺に沿って形成されており、他方の第３の側壁面３５の辺の部分にも、第１のガイド部３７が当該辺に沿って形成されている。同様に第３のケース底面３２において、一方の第３の側壁面３５側の辺の部分には、第１のガイド部３７が当該辺に沿って形成されており、他方の第３の側壁面３５側の辺の部分にも、第１のガイド部３７が当該辺に沿って形成されている。第３のケース天井面３３の第１のガイド部３７は、第３の側壁面３４の長辺側の一部から、第３の天井面３３に沿って、セルユニット４０に向かって、溝を切ることにより形成されており、第３のケース３０の主面（第３の天井面３３）から内側に向かって凹んだレールの形状により形成されている。また第１のガイド部３７の一端は第３のケース側壁面３４と面一になり、第１のガイド部３７の他端は第３のケース３０のセルユニット側の側壁面（第３のケース側壁面３４と対向する面）と面一になるよう形成されている。また第３のケース天井面３３及び第１のケース底面３２は、単電池４１の積層方向（セルユニット４０の主面における面方向）と垂直な面であるため、第１のガイド部３７は、単電池４１の積層方向に対して垂直方向に形成されている。

　セルユニット４０を保持する第３のケース３０が、第２の開口部１６を入り口として、第１のケース１０に差し込まれることにより、セルユニット４０が第１のケース１０内に収容され、第１のケース１０と第３のケース３０は嵌合される。

　図２に示すように、第１のケース１０と第３のケース３０が嵌合されると、第１のケース天井面１３の一部と第３のケース天井面３３は面一になり、第１のガイド部１７と第１のガイド部３７が接合され、第１のガイド部１７と対応する第１のガイド部３７が、溝のレールとなる。なお底面部分の第１のガイド部１７及び第１のガイド部３７については、図示されていないが、天井面側と同様な構成であるため、説明を省略する。

　次に、第１のケース１０と第３のケース３０の嵌合部分を、図３～図５を用いて説明する。図３及び図４は、第１のケース１０の先端部分と第３のケースの断面図であり、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。図３は、嵌合される前の状態を示し、図４は嵌合した後の状態を示す。図５は、図３及び図４のＢ線で囲う部分の拡大図である。ただし、点線は嵌合前の状態（図３に相当）を示し、実線は嵌合後の状態（図４に相当）を示す。

　図３に示すように、第３のケース３０のセルユニット４０側の側壁面３６には、突起した形状の係止部３８が形成されている。係止部３８は、第３のケース側壁面３６から第１のケース１０側に向かって突出する凸状の形状により形成されている。第１のケース天井面１３の、第２の開口部１６側の一端は、当該係止部３８に引っかかり易くなるように、端部が屈曲しており、第１のケース天井面１３の主面と平行な面であり、当該主面より低い面が形成されるように、加工されている。同様に、第１のケース底面１２の、第２の開口部１２側の一端は、当該係止部３８に引っかかり易くなるように、端部が屈曲しており、第１のケース底面１２の主面と平行な面であり、当該主面より高い面が形成されるように、加工されている。

　第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２は、板状であり金属材料により形成されているため、それぞれの面の面方向に対して板バネとなり、弾性を有している。そのため、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２を狭圧させて、第１のケース１０の主面方向に圧力を加えることにより、第２の開口部１６は狭まる。そして、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２のそれぞれの一端の間隔を、係止部３８の間隔より狭くし、当該一端を第３のケース側壁面３６に当接させた状態で、第１のケース１０の主面方向の圧力を開放させると、弾性力により、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２のそれぞれの一端が、対応する係止部３８に係止される。これにより、第２の開口部１６の端部が係止部３８により係止され、第１のケース１０と第３のケース３０が嵌合される。

　図１に戻り、第２のケース２０は、第２のケース側壁面２４、２５、２６と、第２のケース天井面２３と、第２のケース底面２２とを備えている。第２のケース２０は、セルユニット４０の長辺側の側面に当接され、両側面側から覆う構成になっている。第２のケース天井面２３には、第２のケース側壁面２５と反対側の面に沿って、下側に凸状となる第２のガイド部２７が形成される。同様に、第２のケース底面２２には、第２のケース側壁面２５と反対側の面に沿って、上側に凸状となる第２のガイド部２７が形成される。それぞれの第２のガイド部２７は、第２のケース側壁面２６から、第２のケース底面２２及び第２のケース天井面２３に沿って、第２のケース側壁面２４に向かって、凸状である１本のレールにより形成される。それぞれの第２のガイド部２７の一端は、第２のケース側壁面２６と面一になり、それぞれの第２のガイド部２７の他端は、第２のケース側壁面２４と面一になるよう形成されている。また第２のガイド部２７の凸状の部分は、第１のガイド部１７及び第２のガイド部３７の凹状の部分と嵌合し、第２のガイド部２７のレールの長さは、第１のガイド部１７のレールの長さと第１のガイド部３７のレールの長さとを加えた長さと等しい。また第２のケース天井面２３及び第２のケース底面２４は、単電池４１の積層方向（セルユニット４０の主面における面方向）と垂直な面であるため、第２のガイド部２７は、単電池４１の積層方向に対して垂直方向に形成されている。

　図１及び図２に示すように、それぞれの第２のケース２０を、第３のケース側壁面３４側から挿入することにより、第２のガイド部２７は第１のガイド部１７及び第１のガイド部３７の上をスライドし、第１のガイド部１７、３７及び第２のガイド部２７が嵌合する。これにより、第２のケース２０は、第１の開口部１５を覆い、セルユニット４０の側面に当接され、セルユニット４０を収容する。そして、この電池モジュール１を定置用電力システムの電源として用いることができる。

　図６は、本発明の一実施の形態に係る定置用電力システムＰＳを示すブロック図であり、上述した電池モジュール１と、外部の発電要素２又は商用電源３の電力により電池モジュール１を充電する充電制御装置５と、電力負荷４に電池モジュール１の電力を放電する放電制御装置６とを備える。本例の定置用電力システムＰＳは、外部の発電要素２で発電された電力を電池モジュール１に蓄電し、商用電源３が停電した場合のバックアップ電源又は商用電源３の代替電源として機能するシステムである。

　外部の発電要素２は、太陽光発電装置、風力発電装置、地熱発電装置、波力発電装置などの各種発電装置を適用することができる。各発電要素２の特性により直流電力を発電するものと交流電力を発電するものがあるがいずれも適用することができる。

　商用電源３は、日本国内であれば５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数の交流電源であり、電力負荷４及び充電制御装置５のそれぞれに接続され、電力が供給される。

　電力負荷４は、家屋やビルディングなどの建築物、各種機械、電気自動車などを含み、各電力負荷４の特性により直流電力を供給するものと交流電力を供給するものがあるが、いずれも適用することができる。

　充電制御装置５は、外部の発電要素２及び／又は商用電源３の電力により電池モジュール１を充電するものであり、直流電力を発電する発電要素２に対してはＤＣ／ＤＣコンバータを用いることができ、交流電力を発電する発電要素２や商用電源３に対してはＡＣ／ＤＣコンバータを用いることができる。充電制御装置５は、電池モジュール１の充電状態や発電要素２または商用電源３の電力状態等に応じて充電処理を制御する。

　放電制御装置６は、電力負荷４に対して電池モジュール１の直流電力を放電するものであり、交流電力を供給すべき電力負荷４に対してはＤＣ／ＡＣコンバータを用いることができ、直流電力を供給すべき電力負荷４に対してはＡＣ／ＡＣコンバータを用いることができる。放電制御装置６は、電池モジュール１の充電状態や電力負荷４の要求電力状態等に応じて放電処理を制御する。

　電池モジュール１は、図１～５を参照して説明した電池モジュール１単体又はこれを複数組み合わせた電池モジュール若しくは複数の電池モジュールをさらに組み合わせた組電池で構成され、設置場所に対して水平若しくは垂直又はこれらを組み合わせて配置される。

　本例の定置用電力システムＰＳは、電池モジュール１、充電制御装置５及び放電制御装置６を筐体に収容した状態で、又はそれぞれを個別に筐体に収容した状態で、電力負荷４の近傍に定置されて使用される。また、電力負荷４の場所に応じて搬送可能に構成し、その場所で定置して使用してもよい。

　本例の定置用電力システムＰＳは、太陽光発電装置などの発電要素２にて発電された電力を充電制御装置５によって電池モジュール１に蓄電し、商用電源３が停電した場合や商用電力３に代えて、電池モジュール１に蓄電された電力を放電制御装置６により電力負荷４に供給する。これにより、商用電源３のバックアップ電源又は商用電源３の代替電源として機能することになる。

　なお、図６に示す定置用電力システムＰＳにおいて、充電制御装置５及び放電制御装置６のいずれかを省略したシステムとすることもできる。たとえば、電池モジュール１と充電制御装置５により定置用電力システムを構成し、外部の発電要素２又は商用電源３からの電力を電池モジュール１に蓄電する蓄電装置としてもよい。そしてこれを、放電制御装置６を備えた電力負荷４に接続し、電池モジュール１に蓄電した電力を電力負荷４に給電してもよい。また、電池モジュール１と放電制御装置６により定置用電力システムを構成し、電池モジュール１に蓄電された電力を電力負荷４に放電する放電装置とすることもできる。そしてこれを、充電制御装置５を備えた電源２，３に接続し、電池モジュール１を充電してもよい。また、充電制御装置５及び放電制御装置６を一つの充放電制御装置として構成することもできる。

　次に、図７ａ、図７ｂを用いて、定置用充電システムの構造体を説明する。図７ａは、本例の定置用電力システムの構造体の斜視図を、図７ｂは、定置用電力システムの構造体の一部を分解した分解斜視図である。

　図７ａに示すように、複数の電池モジュール１、充電制御装置５及び放電制御装置６は、筐体である収容部７００に収容されている。収容部７００は直方体の形状に形成されている。収容部７００の側面のうち、少なくとも１つの側面は蓋体７０１で覆われている。蓋体７０１は、収容部７００の側面に設けられて開口部７０２を覆うように形成されている。蓋体７０１が、収容部７００の本体部から取り外されると、図７ｂに示すように、複数の電池モジュール１を目視で確認することができる。

　収容部７００の中には、外枠７０３及び仕切り板７０４が格納されている。外枠７０３は、収容部７００の内部空間の形状を保つための枠である、仕切り板７０４は、収容部７００の内部空間を仕切るための板であって、複数の電池モジュール１を収容するための空間と、充電制御装置５及び放電制御装置６を収容するための空間とを分けている。充電制御装置５及び放電制御装置６は、仕切り板７０４上に設けられている。

　複数の電池モジュール１は、第２のケース２０が開口部７０２側に沿うように、配列されている。具体的には、第１のガイド部１７のスライド方向（第１のガイド部１７の溝の長辺方向）と平行であり、かつ、セルユニット４０の長辺側の側面を覆う、それぞれの第２のケース側壁面２５が開口部７０２に沿うよう、開口部７０２の開口面と平行に並べられて、それぞれの第２のケース側壁面２５の主面方向が同じ方向を向くように並べられている。また、第１のガイド部１７のスライド方向は、収容部７００の底面に対して垂直方向になっている。

　単電池４１が劣化した場合には、単電池４１の膨張等、目視により判断できることがある。本例において、電池モジュール１の状態では、単電池４１は第１のケース１０及び第２のケース２０に覆われているため、単電池４１の状態を目視で確認することができない。単電池１を目視により確認するためには、第２のケース２０を、第１のガイド部１７のスライド方向にスライドさせることで、単電池４１を目視で確認できる状態となる。また複数の電池モジュール１のそれぞれの第２のケース２０は、スライド方向と同一方向になるよう配列されているため、複数の第２のケース２０を纏めて、それぞれの第１のガイド部１７上でスライドさせることができる。

　上記のように本例の定置用電力システムは、第１のケース１０に第１のガイド部１７を設け、第２のケース２０に第２のガイド部２７を設けて、第２のガイド部２７を第１のガイド部１７上にスライドさせることにより、第２のケース２０を第１のケース１０に嵌合させて、セルユニット４０を収容する構成をとる。これにより、本例の電池モジュール１に含まれる単電池４１の状態を監視する場合には、第２のケース２０を第１のケース１０からスライドさせることで、単電池４１が見える状態になるため、電池の状態の目視による監視を容易に行うことができる。すなわち、例えば従来のように巻締めによりケースを結合させる電池モジュールでは、解体の際に、缶切り等でケースを切り裂いて、ケースを変形させて、各ケースを分離させるため、単電池４１が見える状態にする際の解体工数が増加する傾向があった。しかし、本例では、従来と比べて単電池４１を見える状態にする際の解体工数を削減し、電池の状態を目視による監視を容易に行うことができる。また従来では、缶切り等の汎用工具を使用してケースを開く際に、セルユニット４０を傷つける可能性があった。しかし本例は、解体の際に、必ずしも缶切り等の汎用工具を頻繁に使用する必要はないため、セルユニット４０に傷を付ける可能性を低減させることができ、その結果として、単電池４１を目視により監視する際の作業安全性を向上させることもできる。さらに、本例は解体工数を削減することにより、セルユニット４０に含まれるレアメタルのリサイクルコストを削減することができる。

　また本例において、第２のケース２０は第１のガイド部１７上のスライド方向と平行な面（第２のケース側壁面２５）を含み、複数の電池モジュール１のうち、それぞれの第２のケース側壁面２５が同じ方向を向いている。これにより、複数の電池モジュール１の第２のケース２０をまとめてスライドさせることができるため、単電池４１の目視による監視を効率的に行うことができる。

　また本例において、それぞれの第２のケース側壁面２５は、開口部７０２の開口面と平行に配列されている。これにより、単電池４１の目視による監視を容易に行うことができる。

　また本例は、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７で構成されるスライド機構を設けることで、劣化によるセルユニット４０の膨張を抑制することができる。すなわち、本例では、第２のガイド部２７を第１のガイド部１７上にスライドさせてセルユニット４０を収容する際には、第２のケース２０は、変形せず、第２のケース２０の形状を保った状態で第１のケース１０に嵌合される。第２のケース２０はスライドする際に、変形しなくてもよいため、第２のケース２０の剛性を高めることができる。そして、第２のケース２０の剛性が高い場合には、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７の部分が、セルユニット４０の膨張による圧力を抑え込むように作用するため、セルユニット４０の膨張を抑制することができる。これにより、本例は、当該スライド機構を設けて、第２のケース２０を単電池４０の膨張による圧力に対して変形しないように構成することで、セルユニット４０の膨張を抑制することができる。

　また本例は、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７で構成されるスライド機構を設けることで、電池モジュール１の側面から突起する突起部分が形成されないため、電池モジュール１を複数配置して組電池にする際に、電池のレイアウトの自由度を高めることができ、また組電池の小型化を図ることができる。すなわち、例えば、電池モジュール１の側面から突起させたロック機構によりセルユニット４０を収容した場合には、電池モジュール１を解体する際に、当該ロック機構を解錠することがで、セルユニット４０とケースとを分離させることができる。しかし、当該ロック機構を有する構成では、電池モジュール１の側面から突起する突起部分が形成されてしまう。一方、本例では、スライド機構によりセルユニット４０を収容するため、電池モジュール１の側面から突起する突起部分が形成されず、電池のレイアウトの自由度を高めつつ、解体する際には工数を削減することができる。

　また本例は、扁平状の単電池４１の主面方向に対して垂直方向に第１のガイド部１７と、第２のガイド部２７とを設ける。本例のように、扁平状リチウムイオン二次電池を積層した電池モジュールは、経時的な劣化により、当該主面方向に膨張する場合がある。しかし、本例は、単電池４１の主面方向に対して垂直方向に設けられた第１のガイド部１７上に第２ガイド部をスライドさせる嵌合構造をもつため、主面方向への膨張に生じる圧力を抑制することができる。したがって、セルユニット４０の保持状態を確保させつつ、上記のように、解体を容易にする電池モジュールを実現させることができる。

　また本例は、第１のケース天井面の、第１の開口部１５側の辺に沿って、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７を、第１のケース１０及び第２のケース２０にそれぞれ設けることで、第２のケース２０が、セルユニット４０の上下の主面方向から、第１のケース１０を介してセルユニット４０を挟み込むように構成され、第２のケース２０により第１の開口部１５を覆うように構成されるため、セルユニット４０の膨張によって、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７に加わる圧力を均一化させることができる。すなわち、例えば、第１のケース天井面の、第１の開口部１５側の辺の長さに対して、当該辺に平行な、第１のガイド部１７の長さを極端に短くした場合には、第１のガイド部１７と嵌合する第２のガイド部２７の長さも短くなるため、第１の開口部１５のうち、大部分の開口部分は、スライド機構を有するケースにより覆われていない構成となる。かかる場合に、セルユニット４０が膨張すると、スライド機構の部分、言い換えると、第１の開口部１５のうち第２のケース２０により覆われている部分に対して、圧力が集中的に加わるため、結果として、セルユニット４０の膨張を抑制することができない。また、セルユニット４０が劣化して膨張し、膨張による圧力が局所的に加わる場合には、セルユニット４０の内部で発生するガスが滞留し、電池の出力低下が生じる可能性がある。

　一方、本例では、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７で構成されるスライド機構により、第２のケース２０が第１の開口部１５の全体を覆うように構成するため、スライド機構の部分に加わる、セルユニット４０の膨張による圧力が均一化され、セルユニット４０の膨張を抑制することができる。また、セルユニット４０が劣化して膨張することによる圧力を均一化させることで、電池の出力低下を防ぎ、その結果として、電池の寿命を長くすることができる。

　また本例は、第１のケース１０の第２の開口部１６の端部を、第３のケース３０の係止部３８により係止させることにより、第１のケース１０と第３のケース３０とを嵌合させる。これにより、リサイクル等のために解体する場合に、本例の電池モジュール１は解体し易い構成をとることができ、解体工数を減らすことができる。

　また本例は、図８に示すように、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２に、凹部１３１及び凹部１２１をそれぞれ設けてもよい。図８は本発明の変形例における、第１のケース１０、第３のケース３０及びセルユニット４０の分解側面図であり、第２のケース２０を挿入する前の状態を示す図である。凹部１３１及び凹部１２１は、第１のケース天井面１３の主面上の中央部分及び第１のケース底面１２の主面上の中央部分にそれぞれ設けられ、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２からそれぞれ内側に向かって凹むように構成されている。また、上記と同様に、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２は、板状であり金属材料により形成され、それぞれの面の面方向に対して板バネとなり、弾性を有している。外力が加わらない状態で、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２は、第１のケース側壁面１４から第２の開口部１６に向けて広がり、換言すれば、それぞれの主面方向に向けて開いた形状になるよう構成されている。

　そして、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２を狭圧させて、第１のケース１０の主面方向に圧力を加えることにより、第２の開口部１６を狭めて、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２のそれぞれの一端を、係止部３８に係止させる。係止部３８は、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２の面方向への広がりを規制する。かかる状態において、凹部１３１及び凹部１２１はセルユニット４０に向かって凹んだ形状をしているため、凹部１３１及び凹部１２１はセルユニット４０の主面４３及び主面４２にそれぞれ当接されることで、セルユニット４０を主面方向から狭持する。これにより、セルユニット４０は、凹部１３１及び凹部１２１により狭持されることで、第１のケース１０に保持される。

　上記のように、第１のケース１０は、第１のケース側壁面１４から第２の開口部１６に向かって広がるように形成されている。これにより、本例は、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２を狭圧して、セルユニット４０を収容するため、本例の電池モジュールの組み立てを容易にすることができる。

　また、本例において、係止部３８は、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２の主面方向への広がりを規制する。これにより、本例の電池モジュールを解体する場合には、係止部３８による第１のケース１０の広がりの規制を外すことで、容易に第１のケース１０とセルユニット４０とを分解することができるため、電池モジュールの解体を容易に行うことができる。

　また、本例は、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２に、セルユニット４０に向かって凹む凹部１３１及び凹部１２１をそれぞれ設ける。これにより、凹部１３１及び凹部１２１はセルユニット４０の主面４３及び主面４２にそれぞれ当接されることで、セルユニット４０を主面方向から狭持することができるため、セルユニット４０の主面と第１のケース１０の内面とをしっかりと保持させることができる。

　また、電池モジュールは経時的な劣化により積層方向に膨張する場合がある。本例では、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２に凹部１３１及び凹部１２１をそれぞれ設けることで、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２の主面方向の剛性を高めることができるため、電池モジュールの膨張を抑制することができる。

　なお、本例は、凹部１３１とセルユニット４０との間に、あるいは、凹部１２１とセルユニット４０との間に、層状の接着部材を設けてもよい。これにより、セルユニット４０の主面と第１のケース１０の内面とをしっかりと接着し、固定させることができる。また、電池モジュールの解体を容易に行うことができる。

　なお、本例は係止部３８を凸状の形状とするが、図６及び図７に示すように、嵌合部分をフランジにしてもよい。図６は、変形例における、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図に相当する図であって、第１のケース１０及び第３のケース３０を嵌合させた後の状態の図である。図７は、図６のＣ線で囲う部分の拡大図である。ただし、点線は嵌合前の状態を示し、実線は嵌合後の状態（図４に相当）を示す。

　図６及び図７に示すように、第３のケース３０のセルユニット４０側の側壁は、開口しており、第３のケース天井面３３には、下側に向けて凸状となる係止部３８ａが、第３のケース底面３２には、上側に向けて凸状となる係止部３８ａが形成されている。そして、第３のケース３０の断面はＵ字状になっている。第１のケース天井面１３の開口部１６側の端部には、係止部３８ａの凸状に沿う凹部の形状の係止部３８ｂが形成されている。同様に、第１のケース天井面１０の開口部１６側の端部には、係止部３８ａの凸状に沿う凹部の形状の係止部３８ｂが形成されている。そして、図３～図５と同様に、第１のケース天井面１３及び第１のケース底面１２を狭圧させた状態で、係止部３８ａと係止部３８ｂとを係止させることにより、第１のケース１０と第３のケース３０とを嵌合させる。

　なお、本例は、第１のガイド部１７、３７及び第２のガイド部２７を単電池４１の積層方向に対し垂直方向に設けたが、当該積層方向に対して平行方向でもよく、また垂直方向又は平行方向以外の方向であってもよい。

　また第１のガイド部１７、３７及び第２のガイド部２７は、それぞれ必ずしも４本である必要はなく、１本であってもよい。

　また、本例において、スライド機構によりセルユニット４０を収容するケースは、上記の第１のケース１０、第２のケース２０及び第３のケース３０の構成に限定されない。第１のケースは、必ずしもＵ字の形状である必要はなく、また、第１のケース底面１２及び第１のケース天井面１３を第１のケース側壁面１４からそれぞれ分離した形状であってもよい。

　また、本例の定置用電力システムは、複数の電池モジュール１を開口部７０２と、充電制御装置５及び放電制御装置６との間に配置してもよい。これにより、開口部７０２から単電池４１の状態を目視で監視する場合する際に、充電制御装置５及び放電制御装置６が監視者の目線を遮らないため、単電池４１の目視による監視を容易に行うことができる。

　上記第１のケース１０が本発明の「第１の部材」に相当し、第２のケース２０が本発明の「第２の部材」に相当する。

《第２実施形態》
　図８は、本発明の他の実施形態に係る定置用電力システムの電池モジュール１の分解斜視図を示す。図８に示す電池モジュール１は、第１実施形態に係る電池モジュール１に対して、固定部を設ける点が異なる。他の構成については、第１実施形態に係る記載を適宜援用する。図１０は図８のＤにより囲む部分の拡大平面図を示す。

　図９及び図１０に示すように、固定部５０は、第１のガイド部１７に設けられた固定部５０ａと、第２のガイド部２７に設けられた固定部５０ｂを備える。固定部５０ａは、第１のガイド部１７の側壁面の一部を第１のガイド部１７の外側に向けて凹んだ形状になっており、凹んだ形状は、第１のケース天井面１３から見た時に、三角形の形状をしている。第１のケース天井面１３から見た時に、第２のケース２０の挿入方向（図１０に示す、矢印の方向）側の辺の傾きは、当該挿入方向と反対方向（図１０に示す、矢印の方向の逆向き）側の辺の傾きより緩くなるように、固定部５０ａは形成されている。

　固定部５０ｂは、第２のガイド部２７の側壁面２７ａの一部を第１のガイド部１７の外側に向けて突起した形状になっており、突起した形状は、第２のケース天井面２３から見た時に、三角形の形状をしている。第２のケース天井面２３から見た時に、第２のケース２０の挿入方向（図１０に示す、矢印の方向）側の辺の傾きは、当該挿入方向と反対方向（図１０に示す、矢印の方向の逆向き）側の辺の傾きより緩くなるように、固定部５０ｂは形成されている。

　第２のケース２０を第１のケース１０に挿入する場合には、固定部５０ｂのうち傾きの小さい辺が第１のガイド溝１７に当接されるため、固定部５０は、第２のケース２０が第１のケース１０に挿入されることを許可するよう形成されている。一方、第２のケース２０を第１のケース１０から抜き出す場合には、固定部５０ｂのうち傾きの大きい辺が固定部５０ａのうち傾きの大きい辺に当接され、動きに規制がかかるため、固定部５０は、第２のケース２０が第１のケース１０から抜き出すことを禁止するよう形成されている。

　これにより、本例は、通常の使用時には、第２のケース２０をスライドし難いように構成することができるため、セルユニット４０を保持する機能を持続させることができる。

　なお、本例において、図１０に示す固定部５０の他に図１１に示す固定部５０を設けてもよい。図１１は図９のＥにより囲む部分の拡大斜視図を示す。図１１に示すように、固定部５０は、第１のガイド部１７の底面の一部を切り抜き、当該底面から第１のガイド部１７の内部に向けて跳ね上がる形状により形成される。第２のケース２０を第１のケース１０に挿入する際、固定部５０は、第１のガイド部１７の底面と面一になるため、固定部５０は、第２のケース２０が第１のケース１０に挿入されることを許可するよう形成されている。一方、第２のケース２０を第１のケース１０から抜き出す場合には、固定部５０の一端が、第２のガイド部２７の側壁と当接し、動きに規制がかかるため、固定部５０は、第２のケース２０が第１のケース１０から抜き出すことを禁止するよう形成されている。

　なお、図１０及び図１１に示す固定部５０は、必ずしも両方設ける必要はなく、一方だけでもよい。

　上記のように本例は、第１のガイド部１７及び第２のガイド部２７の少なくとも一方に、固定部５０を設けるため、通常の使用時には、第２のケース２０をスライドし難いように構成することができ、セルユニット４０を保持する機能を持続させることができる。

Claims

単電池を有するセルユニットと、前記セルユニットを収容するケースを有する電池モジュールと、外部の発電要素または商用電源の電力により前記単電池を充電する充電制御装置または前記単電池に電気的に接続される外部の電力負荷に前記単電池の電力を放電する放電制御装置の少なくとも一方の制御装置とを備えた定置用電力システムであって、
前記ケースは、
　第１のガイド部を有する第１の部材と、
　前記第１のガイド部上をスライドすることにより前記第１のガイド部と嵌合する第２のガイド部を有する第２の部材とを備える
定置用電力システム。
前記第２の部材は、前記第１のガイド部上のスライド方向と平行な面を含み、
前記電池モジュールが複数配列されており、
前記複数の電池モジュールのうち、それぞれの前記第２の部材の前記平行な面が同じ方向を向いている
請求項１記載の定置用電力システム。
前記複数の電池モジュールを収容し、開口部を有する収容部をさらに備え、
前記複数の第２の部材のそれぞれの前記平行な面は、前記開口部の開口面と平行に配列されている
請求項２記載の定置用電力システム。
前記複数の電池モジュールは、前記開口部と前記制御装置との間に配置されている
請求項３記載の定置用電力システム。
前記単電池は、扁平状の電池であり、
前記第１のガイド部は、前記単電池の主面方向に対して垂直方向に形成されている
請求項１～４のいずれか一項に記載の定置用電力システム。
前記ケースは、
　前記第１のガイド部又は前記第２のガイド部の少なくとも一方に、前記第２の部材の挿入を許可し、前記第２の部材の抜き出しを禁止する固定部をさらに備える
請求項１～５のいずれか一項に記載の定置用電力システム。
前記ケースは、直方体状部材であり、
前記第１の部材は、
　前記セルニットの積層方向のセルユニット両主面にそれぞれ当接し、
　前記第１のガイド部が主面上の少なくとも一辺側に形成されている一対のケース主面と、
　前記一対のケース主面から延在し前記セルユニットの側面に当接するケース側壁面と、
　前記ケース側壁面に隣接する第１の開口部とを有し、
前記第２の部材は、
　前記第１の開口部を覆い、前記セルユニットの側面に当接する
請求項１～６のいずれか一項に記載の定置用電力システム。
前記第１の部材は、
　前記ケース側壁面と対面する第２の開口部を有し、
前記ケースは、
　前記セルユニットの側面を保持し、
　前記第２の開口部の端部を係止する係止部を有する第３の部材を備える
請求項７記載の定置用電力システム。
前記第１の部材は、前記ケース側壁面から前記第２の開口部に向かって広がるように形成されている
請求項８記載の定置用電力システム。
前記係止部は、前記一対ケース主面のうち少なくとも一方のケース主面の面方向への広がりを規制する
請求項９記載の定置用電力システム。
前記一対のケース主面の少なくとも一方のケース主面は、前記セルユニット側に凹む凹部を有する
請求項７～１０のいずれか一項に記載の定置用電力システム。