JP6160898B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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と、該蓄電素子を個別に監視する監視回路などの回路とを備える蓄電装置に関する。

ＣＯ₂の排出量が少ないハイブリッド電気自動車や、ＣＯ₂を排出しない電気自動車（以下、総称して「電動車」という）は、走行用のモータを駆動する手段として、電源ユニットを搭載している。この種の電源ユニットは、複数の電池セルを電気的に接続して一つにパッケージ化した電池モジュールを、その電動車の要求諸元に見合う数だけ備えている。電池セルには、高出力の二次電池、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池といった電池が用いられる。

但し、これらの電池は、過充電や過放電に弱く、定められた充電電圧範囲内で使用しないと、材料が分解して著しく容量が低下したり、異常に発熱するなどして使用できなくなるおそれがある。これを防止するためには、電池の上限電圧及び下限電圧を明確に規定して、電池の端子電圧が上限及び下限電圧の範囲内となるように電池を充放電制御する必要がある。

そこで、この種の電源ユニットは、特許文献１に開示されているように、各電池モジュールに一つずつ、あるいはいくつかの電池モジュール毎に一つずつ、当該範囲における各電池セルを個別に監視するセル監視回路（ＣＭＵ：Cell Monitor Unit）、具体的には、当該範囲における各電池セルの電圧、電流又は温度の少なくとも一つを電池セル毎に監視するセル監視回路を備えるとともに、各セル監視回路を統合的に管理する電池監視回路（ＢＭＵ：Battery Management Unit）を備えている。

特許文献１によれば、各電池セル１１の電極端子１２に、導電性及び伝熱性を有する金属板１８の一側が接続され、金属板１８の他側に、金属端子２０が接合され、金属端子２０は、金属板１８を介して電極端子１２に電気的及び熱的に接合されて電池セル１１の電圧を検出可能となっており、ＣＭＵ３０である電池監視装置基板３１が、電池モジュール１０における複数の電池セル１１に跨って金属板１８の上側に配設され、金属端子２０において締結されている、とされている。

ところで、セル監視回路は、可能性は極めて少ないものの経年あるいは何かしらの原因で損傷した場合など、新しいものに交換する必要がある。しかしながら、上記特許文献１に開示された電池モジュールでは、構造上、セル監視回路を簡単に取り外すことができない。このため、セル監視回路の交換作業が煩雑になるという問題があった。セル監視回路の動作確認するなどの理由によりセル監視回路を一時的に取り外す場合も同様である。

また、上記特許文献１に開示された電池モジュールでは、セル監視回路は露出している。このため、セル監視回路が静電気の影響を受けやすいという問題があった。かかる問題は、セル監視回路が電池モジュールに取り付けられている間に起こり得るだけでなく、上述のようにセル監視回路を新しいものに交換する際においても起こり得る。

そして、この種の問題は、電池セル及びセル監視回路に限られず、キャパシタ（電気二重層キャパシタ等）及び他の回路についても同様である。

特開２０１０−２８２８１６号公報（段落００１７、段落００１８）

そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、回路を簡単に取り外すことができる蓄電装置を提供することを第１の課題とする。また、回路が静電気の影響を受けるのを防止することができる蓄電装置を提供することを第２の課題とする。

第一の本発明は、
蓄電素子と、
該蓄電素子を収容する筐体と、
筐体に重なって配置される回路モジュールとを備え、
筐体又は回路モジュールの何れか一方は、係合部を有し、
筐体又は回路モジュールの何れか他方は、筐体と回路モジュールとが重なる第一方向と直交する第二方向で係合部と対向する被係合部を有し、
係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
第二弾性片が被係合部に接近した状態で、係合部と被係合部とが係合し、
第二弾性片が被係合部から離間した状態で、係合部と被係合部との係合が解除する
蓄電装置である。

かかる構成によれば、係合部と被係合部との係合を解除することにより、回路モジュールを筐体から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、回路モジュールを筐体に取り付けることができる。特に、弾性片をその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片をその弾性力に抗して被係合部から離間する方向に撓ませることにより、係合部と被係合部との係合を解除することができる。
また、係合部又は被係合部の何れか一方は、筐体に対する回路モジュールの取付位置を変更可能とすべく、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。このようにすれば、複数の係合部の中から、回路モジュールを筐体に取り付けようとする位置にある係合部を選んで被係合部を係合させたり、複数の被係合部の中から、回路モジュールを筐体に取り付けようとする位置にある被係合部を選んで係合部を係合させたりすることにより、筐体に取り付ける位置の選択自由度が高まる。

ここで、第一の本発明の一態様として、
回路モジュールは、回路と、該回路を収容するケースとを備え、
筐体は、
開放された一面から蓄電素子を収容する筐体本体と、
該筐体本体の一面に取り付けられる中蓋と、
該中蓋を覆う外蓋とを備え、
中蓋又はケースの何れか一方は、係合部を有し、
中蓋又はケースの何れか他方は、被係合部を有する、ようにすることができる。

かかる構成によれば、外蓋を取り外した状態で、係合部と被係合部との係合を解除することにより、回路を収容したケースを中蓋から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、回路を収容したケースを中蓋に取り付けることができる。
この場合、ケースは、分割可能である、ようにすることができる。かかる構成によれば、ケースを分解して回路を取り出すことができる。従って、例えば回路が損傷するなどして交換する必要がある場合であっても、ケースは再利用することができる。

また、第一の本発明の他態様として、
回路モジュールは、回路そのものであり、
筐体は、
開放された一面から蓄電素子を収容する筐体本体と、
該筐体本体の一面に取り付けられる中蓋と、
該中蓋を覆う外蓋とを備え、
中蓋又は回路の何れか一方は、係合部を有し、
中蓋又は回路の何れか他方は、被係合部を有する、ようにすることができる。

かかる構成によれば、外蓋を取り外した状態で、係合部と被係合部との係合を解除することにより、回路を中蓋から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、回路を中蓋に取り付けることができる。

また、第一の本発明の別の態様として、
中蓋は、梁部を有し、
回路モジュールは、係合部を有し、
梁部は、被係合部を有する、ようにすることができる。

かかる構成によれば、被係合部が中蓋の梁部に設けられることにより、被係合部自身の強度が高まり、梁部が中蓋の剛性を高めて、中蓋の強度も高める相乗効果を奏する。

また、第一の本発明のさらに別の態様として、
蓄電素子は、外部端子を有し、
中蓋は、梁部を有し、
回路モジュールの高さは、外部端子又は梁部の高さのうち高い方の高さ以下である、ようにすることができる。

かかる構成によれば、回路モジュールは、外部端子又は梁部の高さより高さ方向に出っ張らず、回路モジュールの占有スペースが外部端子又は梁部の高さ以下に収まることにより、最小限に抑えられる。

また、第一の本発明の別の態様として、
蓄電素子は、外部端子を有し、
中蓋は、梁部を有し、
外蓋は、回路モジュールの部分であって、外部端子及び梁部の高さのうち高い方の高さを超える部分が挿通される被挿通部を有する、ようにすることができる。

かかる構成によれば、外蓋は、回路モジュールの部分であって、外部端子及び梁部の高さのうち高い方の高さを超える部分を被挿通部に挿通させることにより、外部端子及び梁部の高さのうち高い方の高さ以下の残りの部分は、外部端子又は梁部の高さより高さ方向に出っ張らず、外蓋が中蓋を覆うことにより形成される回路モジュールの占有スペースが外部端子又は梁部の高さ以下に収まることにより、最小限に抑えられる。

また、第一の本発明のさらに別の態様として、
筐体は、係合部を有し、
回路モジュールは、被係合部を有し、
係合部は、筐体に対する回路モジュールの取付位置を変更可能とすべく、複数設けられている、ようにすることができる。

かかる構成によれば、被係合部は、複数の係合部の中から、回路モジュールを筐体に取り付けようとする位置にある係合部を選んで係合することにより、筐体に取り付ける位置の選択自由度が高まる。

また、第一の本発明の別の態様として、
筐体は、被係合部を有し、
回路モジュールは、係合部を有し、
被係合部は、筐体に対する回路モジュールの取付位置を変更可能とすべく、複数設けられている、ようにすることができる。

かかる構成によれば、係合部は、複数の被係合部の中から、回路モジュールを筐体に取り付けようとする位置にある被係合部を選んで係合することにより、筐体に取り付ける位置の選択自由度が高まる。

第二の本発明は、
蓄電素子と、
回路と、
該回路を収容するケースであって、蓄電素子に重なって配置されるケースとを備え、
蓄電素子又はケースの何れか一方は、係合部を有し、
蓄電素子又はケースの何れか他方は、蓄電素子とケースとが重なる第一方向と直交する第二方向で係合部と対向する被係合部を有し、
係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
第二弾性片が被係合部に接近した状態で、係合部と被係合部とが係合し、
第二弾性片が被係合部から離間した状態で、係合部と被係合部との係合が解除する
蓄電装置である。

かかる構成によれば、係合部と被係合部との係合を解除することにより、回路を収容したケースを蓄電素子から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、回路を収容したケースを蓄電素子に取り付けることができる。特に、弾性片をその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片をその弾性力に抗して被係合部から離間する方向に撓ませることにより、係合部と被係合部との係合を解除することができる。

そして、第二の本発明の一態様として、
ケースは、分割可能である、ようにすることができる。

かかる構成によれば、ケースを分解して回路を取り出すことができる。従って、例えば回路が損傷するなどして交換する必要がある場合であっても、ケースは再利用することができる。

第三の本発明は、
蓄電素子と、
該蓄電素子に重なって配置される回路とを備え、
蓄電素子又は回路の何れか一方は、係合部を有し、
蓄電素子又は回路の何れか他方は、蓄電素子と回路とが重なる第一方向と直交する第二方向で係合部と対向する被係合部を有し、
係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ該第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
第二弾性片が被係合部に接近した状態で、係合部と被係合部とが係合し、
第二弾性片が被係合部から離間した状態で、係合部と被係合部との係合が解除する
蓄電装置である。

かかる構成によれば、係合部と被係合部との係合を解除することにより、回路を蓄電素子から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、回路を蓄電素子に取り付けることができる。特に、弾性片をその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片をその弾性力に抗して被係合部から離間する方向に撓ませることにより、係合部と被係合部との係合を解除することができる。

かかる構成によれば、弾性片をその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片をその弾性力に抗して被係合部から離間する方向に撓ませることにより、係合部と被係合部との係合を解除することができる。

この場合、
被係合部は、第二方向で開放した凹部を有し、
第二弾性片は、凹部に第二方向で係入する凸部を有する、ようにすることができる。

かかる構成によれば、弾性片の凸部が被係合部の凹部に係入することにより、係合部と被係合部とが係合する。そして、弾性片をその弾性力に抗して被係合部から離間する方向に撓ませ、その際、弾性片の凸部を被係合部の凹部から離脱させることにより、係合部と被係合部との係合を解除することができる。

また、第一乃至第三の本発明の他態様として、
蓄電素子は、外部端子を備え、
回路モジュールは、入力コネクタ部を有し、
該入力コネクタ部と外部端子とが電気的に接続される、ようにすることができる。

かかる構成によれば、回路モジュールと外部端子とがどのような相対位置関係にあっても、回路モジュール（の入力コネクタ部）と外部端子とを電気的に接続することができる。このため、回路モジュールの形状、配置などの設計要素に自由度を持たせることができる。

以上の如く、本発明によれば、係合構造を設けることにより、回路を簡単に取り外すことができる。

また、回路をケースに収容し、回路をケースで覆うようにすれば、回路が静電気の影響を受けるのを防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの斜視図である。 図２は、同電池モジュールの分解斜視図である。 図３は、同電池モジュールにおいて、セル監視回路を収容したケースが中蓋から取り外された状態の斜視図である。 図４は、同ケースが中蓋に取り付けられた状態の斜視図である。 図５は、同ケースと中蓋の係合構造の拡大斜視図である。 図６は、同ケースの拡大斜視図である。 図７は、同ケースの分解斜視図である。 図８は、本発明の他の実施形態に係る電池モジュールにおいて、２つのセル監視回路モジュールが取り付けられた状態の上面図である。

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。本実施形態に係る電池モジュールは、図１及び図２に示すように、複数の電池セル１と、該複数の電池セル１を横並びに整列させた状態で収容する筐体４とを備える。

電池セル１は、外観直方体状の角形電池や、外観円柱状の丸形電池が採用され得る。本実施形態に係る電池セル１は角形電池である。各電池セル１は、一対の外部端子１ａ，１ａを備える。各外部端子１ａには、隣り合う電池セル１，１の外部端子１ａ，１ａを連絡するようにしてバスバー２が取り付けられる。その上で、各外部端子１ａには、ナット３が螺合される。これにより、複数の電池セル１は、電気的に接続され、一つの電池を構成する。

筐体４は、一面が開放されて該一面から複数の電池セル１を受け入れる筐体本体５と、該筐体本体５の一面に取り付けられる中蓋６と、該中蓋６を覆う外蓋７とを備える。

筐体本体５は、複数の電池セル１を載置可能な底部５ａと、複数の電池セル１の整列方向（以下、単に「整列方向」という）にて対向する一対の壁部５ｂ，５ｃと、該整列方向と直交する方向（以下、単に「直交方向」という）にて対向する一対の壁部５ｄ，５ｅとを有する。一対の壁部５ｂ，５ｃ及び一対の壁部５ｄ，５ｅは、複数の電池セル１を周方向にて取り囲む枠部を構成する。壁部５ｄ，５ｅは、整列方向において隣り合う電池セル１，１間に対応した箇所に、開放部５ｆを有する。そして、各電池セル１の冷却を目的として、空気が壁部５ｄ，５ｅのうちの一方の壁部の開放部５ｆから各電池セル１，１間を通り、反対側の壁部の開放部５ｆから抜け出るようになっている。

中蓋６は、筐体本体５の枠部の上端開口部に嵌合する基部６ａと、該基部６ａ上に架設された梁部６ｂとを有する。梁部６ｂは、整列方向に沿って設けられる。より詳しくは、梁部６ｂは、複数の電池セル１の外部端子１ａの並びに沿って設けられる。また、梁部６ｂは、外部端子１ａの並びに対し、内側にて近接する位置に設けられる。従って、梁部６ｂは、直交方向に間隔を有して一対設けられる。また、このため、一対の梁部６ｂ，６ｂ間には、整列方向に沿ったスペース６ｃが形成される。このスペース６ｃには、後述するＣＭＵモジュール８が収納される。

外蓋７は、中蓋６を覆う蓋本体７ａと、中蓋６のスペース６ｃに収納されるＣＭＵモジュール８の後述する膨出形状１３ｂの部分が挿通される被挿通部７ｂとを有する。このＣＭＵモジュール８の膨出形状１３ｂの部分は、外部端子１ａ及び梁部６ｂの高さのうち高い方の高さを超える部分である。被挿通部７ｂは、蓋本体７ａの整列方向の一端に凹状に形成される凹部であって、中蓋６のスペース６ｃに収納されるＣＭＵモジュール８の膨出形状１３ｂの位置に対応して設けられる凹部である。被挿通部７ｂは、外蓋７全体の高さが高くならないように、ＣＭＵモジュール８の膨出形状１３ｂの部分を逃がす逃げ部となる。このため、ＣＭＵモジュール８の占有スペースが最小限に抑えられる。

本実施形態に係る電池モジュールは、複数の電池セル１の電圧、電流又は温度の少なくとも一つを電池セル１毎に監視するセル監視回路モジュール（以下、「ＣＭＵモジュール」という）８を備える。ＣＭＵモジュール８は、平面視にて矩形状（本実施形態では、長方形状）に形成された、薄型のカートリッジタイプである。ＣＭＵモジュール８は、中蓋６のうち、上記一対の梁部６ｂ，６ｂ間のスペース６ｃに収まるように配置される。

ＣＭＵモジュール８は、入力コネクタ部（ＣＭＵモジュール８の右側に形成されているため、図示されていない）と、出力コネクタ部８ｂとを有する。入力コネクタ部には、複数のハーネス線を結束したハーネス９の一端に形成された出力コネクタ部９ａが結合される。出力コネクタ部９ａは、ＣＭＵモジュール８の入力コネクタ部に対して上下方向からではなく整列方向から結合される。そのため、ＣＭＵモジュール８に接続するハーネス９の配線スペースの高さを低く抑えることができ、外部端子１ａ間のスペースが配線スペースとして活用される。

ハーネス９の各ハーネス線は、他端に接続端子９ｂを有する。接続端子９ｂは、電池セル１の外部端子１ａに嵌められる。ナット３は、外部端子１ａにバスバー２を嵌め、その次あるいはそれに先立ち、外部端子１ａにハーネス９の接続端子９ｂを嵌めた後、螺合され、締結される。出力コネクタ部８ｂには、電池監視回路（図示しない）に接続されるハーネス（図示しない）の入力コネクタ部（図示しない）が結合される。

尚、上述のとおり、複数の電池セル１は、複数のバスバー２によって電気的に接続され、一つの電池を構成する。そして、複数の電池セル１のうち、最も正極側となる電池セル１の一方の外部端子１ａは、外部機器に対する電池としての、正極外部端子を構成する。また、最も負極側となる電池セル１の一方の外部端子１ａは、外部機器に対する電池としての、負極外部端子を構成する。これら正極外部端子及び負極外部端子に対し、ハーネス９は、絶縁性のキャップ（例えばゴムといった樹脂製のキャップ）９ｃ，９ｃを備える。但し、キャップ９ｃは、ハーネス９と一体的に設けられるのではなく、ハーネス９とは別個に設けられてもよい。

図３及び図４に示すように、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃを有する。これに応じて、中蓋６（の梁部６ｂ）は、被係合部６ｄを有する。この係合部８ｃと被係合部６ｄとは、係合構造を構成する。このため、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合・係合解除により、中蓋６に脱着可能となっている。より詳しくは、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除することにより、ＣＭＵモジュール８を中蓋６から取り外すことができる。また、係合部８ｃと被係合部６ｄとを係合させることにより、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付けることができる。しかも、被係合部６ｄが中蓋６の梁部６ｂに設けられることにより、被係合部６ｄ自身の強度が高まるとともに、梁部６ｂは、中蓋６の剛性を高め、中蓋６の強度の向上に寄与する。また、複数のハーネス線は、ＣＭＵモジュール８の入力コネクタ部と各外部端子１ａ間を中蓋６ａの基部６ａ上に配線され、ＣＭＵモジュール８と略同一平面上に存在している。梁部６ｂは、ＣＭＵモジュール８と外部端子１ａとの間を配線するハーネス９を案内するガイドとして機能する。

係合部８ｃは、ＣＭＵモジュール８の対向二辺（本実施形態では、対向長辺）に設けられる。また、係合部８ｃは、各辺において、間隔を有して複数箇所（本実施形態では、二箇所）に設けられる。従って、係合部８ｃは、ＣＭＵモジュール８の対向二辺に跨って複数箇所（本実施形態では、四箇所）に設けられる。

一方、中蓋６は、整列方向の一方側あるいは他方側のどちらにもＣＭＵモジュール８を取り付けることができるよう、整列方向の一方側及び他方側にそれぞれ、ＣＭＵモジュール８が有する係合部８ｃの数に相当する数の被係合部６ｄを有する。即ち、中蓋６は、ＣＭＵモジュール８が有する係合部８ｃの二倍の数（本実施形態では、八箇所）の被係合部６ｄを有する。このように、ＣＭＵモジュール８は、中蓋６に取り付ける位置を整列方向の一方側及び他方側の何れかから選ぶことができ、ＣＭＵモジュール８を取り付ける位置の選択自由度が高まる。

図５に示すように、係合部８ｃは、可撓性を有する弾性片である。より詳しくは、係合部８ｃは、一端がＣＭＵモジュール８の本体に接続された第一弾性片８ｄと、該第一弾性片８ｄの他端に接続された第二弾性片８ｅとを備える。第二弾性片８ｅは、第一弾性片８ｄの他端にて折り返して接続されることにより、第一弾性片８ｄと間隔を有して対向する。従って、係合部８ｃは、側面視にて、巾が狭まったＵ字形状を有する。

第二弾性片８ｅの外面には、より詳しくは、当該外面のうち、第一弾性片８ｄとの接続部位から離間した位置（本実施形態では、第二弾性片８ｅの中央部）には、凸部８ｆが形成される。凸部８ｆは、立方体形状の突起である。凸部８ｆの外面のうち、第一弾性片８ｄと第二弾性片８ｅとの接続部位側の面は、当該接続部位側ほど第二弾性片８ｅの外面に接近する傾斜面（テーパ面）となっている。また、凸部８ｆの外面のうち、当該接続部位と反対側の面は、第二弾性片８ｅの外面に対して垂直立面となっている。

また、第二弾性片８ｅの外面のうち、第一弾性片８ｄと第二弾性片８ｅとの接続部位に対して凸部８ｆよりも離れた位置（本実施形態では、第二弾性片８ｅの他端部）には、指掛かり部８ｇが突設される。指掛かり部８ｇは、人の指を掛かりやすくすることにより、人が弾性片８ｃをその弾性力に抗して撓ませやすくするために設けられる。尚、弾性片８ｃは、第二弾性片８ｅを第一弾性片８ｄ側に付勢することにより、第二弾性片８ｅがＣＭＵモジュール８の本体に近づく方向に撓むようになっている。

一方、被係合部６ｄは、係合部８ｃの凸部８ｆが係入する凹部６ｅを有する。凹部６ｅは、ＣＭＵモジュール８の取り外し方向にて閉鎖するスリットである。この閉鎖面（凹部６ｅの上面であるため、図示されていない）は、凸部８ｆの上記立面が係合する係合面である。従って、凸部８ｆが凹部６ｅから簡単に離脱しないよう、閉鎖面は、ＣＭＵモジュール８の取り外し方向に対して垂直立面となっている。

また、被係合部６ｄのうち、ＣＭＵモジュール８の取り外し方向における端部には、傾斜面（テーパ面）６ｆが形成される。この傾斜面６ｆは、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付ける際、係合部８ｃの凸部８ｆのテーパ面と係合し、凸部８ｆが被係合部６ｄの凹部６ｅに導かれるようにするためのガイド部である。

従って、ＣＭＵモジュール８を取り付ける際、係合部８ｃの凸部８ｆの傾斜面が被係合部６ｄの傾斜面６ｆに摺接し、これに伴い、弾性片８ｃがその弾性力に抗して撓み、係合部８ｃの凸部８ｆが被係合部６ｄの凹部６ｅに到達すると、凸部８ｆが凹部６ｅに係入する。この際、弾性片８ｃの撓みは弾性復元力により解消されあるいは低減される。そして、この状態になると、ＣＭＵモジュール８を取り外そうとしても、凸部８ｆの立面が凹部６ｅの閉鎖面に当接し、それ以上の移動が規制される。従って、ＣＭＵモジュール８を引き上げようとしても、凸部８ｆと凹部６ｅとが干渉し、ＣＭＵモジュール８を中蓋６から取り外すことはできない。

ＣＭＵモジュール８を中蓋６から取り外すには、弾性片８ｃをその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片８ｃをその弾性力に抗して被係合部６ｄから離間する方向に撓ませ、凸部８ｆを凹部６ｅから離脱させることにより、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除すればよい。

特に、ＣＭＵモジュール８は、一対の梁部６ｂ，６ｂの間に脱着可能に配置されている。そのため、ＣＭＵモジュール８が一対の梁部６ｂ，６ｂの間に押し込まれるだけで、一対の梁部６ｂ，６ｂの係合部８ｃの凸部８ｆの傾斜面のそれぞれが対向する被係合部６ｄの傾斜面６ｆに摺接して、弾性片８ｃが撓み、係合部８ｃの凸部８ｆが被係合部６ｄの凹部６ｅに係入する。

ところで、ＣＭＵモジュール８は、図６及び図７に示すように、セル監視回路（以下、「ＣＭＵ」という）１０と、該ＣＭＵ１０を収容するケース１１とを備える。ケース１１は、分割式となっており、ＣＭＵ１０が載置されるベース１２と、該ベース１２に覆い被さるカバー１３とで構成される。

ベース１２は、外周の適宜箇所に、複数の係止爪１２ａを有する。一方、カバー１３は、係止爪１２ａの形成箇所に対応した箇所に、複数の受入部１３ａを有する。そして、各係止爪１２ａが対応する受入部１３ａに受け入れられ、受け入れ位置にて係止されることにより、ベース１２にカバー１３が取り付けられ、ＣＭＵ１０を覆うようにして収容する。具体的には、係止爪１２ａに形成された凸部が受入部１３ａに形成された凹部に係入することにより、係止爪１２ａは受入部１３ａに係止される。

このように、ＣＭＵ１０は、入力コネクタ部８ａ及び出力コネクタ部８ｂにおいてのみ外部に露出し、これ以外の全体が覆い隠される。尚、ケース１１はできるだけ薄型にしたいが、出力コネクタ部８ｂのコネクタ形状の都合上、当該箇所だけは薄くできない。そのため、カバー１３のうち、出力コネクタ部８ｂに対応する箇所は、膨出形状１３ｂとなっている。

以上、本実施形態に係る電池モジュールによれば、電池セル１（蓄電素子）と、ＣＭＵモジュール８と、電池セル１を収容する筐体４とを備え、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃを有し、筐体４は、被係合部６ｄを有し、係合部８ｃと被係合部６ｄとが係合・係合解除可能である。そのため、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除することにより、ＣＭＵモジュール８を筐体４から取り外すことができる。また、係合部８ｃと被係合部６ｄとを係合させることにより、ＣＭＵモジュール８を筐体４に取り付けることができる。この結果、ＣＭＵモジュール８を簡単に取り外すことができる。

より具体的には、本実施形態に係る電池モジュールによれば、電池セル１と、ＣＭＵモジュール８と、電池セル１を収容する筐体４とを備え、筐体４は、開放された一面から電池セル１を収容する筐体本体５と、該筐体本体５の一面に取り付けられる中蓋６と、該中蓋６を覆う外蓋７とを備え、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃを有し、中蓋６は、被係合部６ｄを有し、係合部８ｃと被係合部６ｄとが係合・係合解除可能である。そのため、外蓋７を取り外した状態で、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除することにより、ＣＭＵモジュール８を中蓋６から取り外すことができる。また、係合部８ｃと被係合部６ｄとを係合させることにより、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付けることができる。この結果、ＣＭＵモジュール８を簡単に取り外すことができる。更に、被係合部６ｄが中蓋６に設けられることにより、被係合部６ｄ自身の強度と、中蓋６の強度とが互いに高め合う相乗効果を奏する。

また、ＣＭＵ１０をケース１１で覆うことにより、ＣＭＵ１０が静電気の影響を受けるのを防止することができる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、中蓋６は、梁部６ｂを有し、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃを有し、梁部６ｂは、被係合部６ｄを有する。そのため、被係合部６ｄが中蓋６の梁部６ｂに設けられることにより、被係合部６ｄ自身の強度が高まり、梁部６ｂが中蓋６の剛性を高めて、中蓋６の強度も高める相乗効果を奏する。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、一つの係合部８ｃが複数の被係合部６ｄのそれぞれに対応して係合可能に設けられている。そのため、係合部８ｃは、複数の被係合部６ｄの中から、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付けようとする位置にある被係合部６ｄを選んで係合することにより、中蓋６に取り付ける位置の選択自由度が高まる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、電池セル１は、外部端子１ａを有し、中蓋６は、梁部６ｂを有し、外蓋７は、外部端子１ａ及び梁部６ｂの高さのうち高い方の高さを超える膨出形状１３ｂの部分が挿通される被挿通部７ｂを有する。そのため、外蓋７は、外部端子１ａ及び梁部６ｂの高さのうち高い方の高さを超える膨出形状１３ｂの部分を被挿通部７ｂに挿通させることにより、外部端子１ａ及び梁部６ｂの高さのうち高い方の高さ以下の残りの部分は、外部端子１ａ又は梁部６ｂの高さより高さ方向に出っ張らず、外蓋７が中蓋６を覆うことにより形成されるＣＭＵモジュール８の占有スペースが外部端子１ａ又は梁部６ｂの高さ以下に収まることにより、最小限に抑えられる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、ケース１１は、分割可能である。そのため、ケース１１を分解してＣＭＵ１０を取り出すことができる。従って、例えばＣＭＵ１０が損傷するなどして交換する必要がある場合であっても、ケース１１は再利用することができる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、係合部８ｃは、可撓性を有する弾性片８ｄ，８ｅである。そのため、弾性片８ｄ，８ｅをその弾性力に抗して撓ませる、より具体的には、弾性片８ｄ，８ｅをその弾性力に抗して被係合部６ｄから離間する方向に撓ませることにより、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除することができる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、被係合部６ｄは、凹部６ｅを有し、弾性片８ｄ，８ｅは、凹部６ｅに係入する凸部８ｆを有する。そのため、弾性片８ｄ，８ｅの凸部８ｆが被係合部６ｄの凹部６ｅに係入することにより、係合部８ｃと被係合部６ｄとが係合する。そして、弾性片８ｄ，８ｅをその弾性力に抗して被係合部６ｄから離間する方向に撓ませ、その際、弾性片８ｄ，８ｅの凸部８ｆを被係合部６ｄの凹部６ｅから離脱させることにより、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除することができる。

また、本実施形態に係る電池モジュールによれば、電池セル１は、外部端子１ａを備え、ＣＭＵ１０は、入力コネクタ部８ａを有し、該入力コネクタ部８ａと外部端子１ａとが電気的に接続される。そのため、ＣＭＵ１０と外部端子１ａとがどのような相対位置関係にあっても、ＣＭＵ１０（の入力コネクタ部８ａ）と外部端子１ａとを電気的に接続することができる。このため、ＣＭＵ１０（やこれを収容するケース１１）の形状、配置などの設計要素に自由度を持たせることができる。

尚、本発明は、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、一つの筐体４に複数の電池セル１が収容されている。しかしながら、これに限定されるものではない。一つの筐体４に電池セル１が一つだけ収容されていてもよい。

また、上記実施形態においては、一つの電池モジュールに一つのＣＭＵモジュール８が設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。一つの電池モジュールに例えば二つのＣＭＵモジュール８，８、といったように一つの電池モジュールに複数のＣＭＵモジュール８が設けられてもよい。もしくは、いくつかの電池モジュール毎に一つずつＣＭＵモジュール８が設けられてもよい。この場合、ＣＭＵモジュール８を有する電池モジュールとＣＭＵモジュール８を有しない電池モジュールとが存在することになる。尚、複数の電池モジュールに複数のＣＭＵモジュールを搭載できると、次のような場合に有効である。例えば、複数の電池モジュールを搭載した自動車において、複数種類の大きさの電池モジュールがある場合、熱を発生しやすい電池モジュールにはＣＭＵモジュールを搭載せず、熱を発生しにくい電池モジュールにはＣＭＵモジュールを搭載するといったように、熱対策を効率的に行うことができる。また、自動車の熱源に近い側の電池モジュールにもＣＭＵモジュールを搭載しない等、ＣＭＵモジュールを搭載するかしないかの選択自由度を高めることができる。また、図８に示すように、一つの電池モジュールに二つのＣＭＵモジュール８，８が設けられる場合、これらのＣＭＵモジュール８，８は、入力コネクタ部８ａが互いに隣り合うＣＭＵモジュール８，８の間に対向するように配置されることが好ましい。つまり、ＣＭＵモジュール８，８の入力コネクタ部８ａへのハーネス９の出力コネクタ部９ａの接続は、ＣＭＵモジュール８，８間で行われる。この場合、ＣＭＵモジュール８の入力コネクタ部８ａと各外部端子１ａとの間の距離が短縮され、ハーネス９のハーネス線の長さが短縮される。なお、図８には、筐体本体及び中蓋が記載されていないが、二つのＣＭＵモジュール８，８は、中蓋に取り付けられ、その中蓋が筐体本体に取り付けられることで一つの電池モジュールに取り付けられることは、実施形態に記載されているとおりである。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は、中蓋６の整列方向の一方側あるいは他方側のどちらかに取り付けられる。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュール８は、中蓋６の整列方向のどの位置に取り付けられてもよい。そのために、中蓋６（の梁部６ｂ）は、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付ける位置にそれぞれ、ＣＭＵモジュール８が有する係合部８ｃの数に相当する数の被係合部６ｄを有する。このようにすれば、ＣＭＵモジュール８を取り付ける位置の選択自由度が更に高まる。

また、上記実施形態においては、外蓋７は、中蓋６の整列方向の一方側あるいは他方側のどちらかに取り付けられるＣＭＵモジュール８の膨出形状１３ｂに対応した凹部７ｂ（被挿通部）を有している。しかしながら、これに限定されるものではない。外蓋７は、中蓋６の整列方向の中途部に取り付けられるＣＭＵモジュール８の膨出形状１３ｂの位置に対応した開口部を有していてもよい。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は、梁部６ｂの高さより高い膨出形状１３ｂの部分を有する。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュール８（の膨出形状１３ｂ）の高さは、外部端子１ａ又は梁部６ｂの高さのうち高い方の高さ以下であってもよい。この場合、ＣＭＵモジュール８は、外部端子１ａ間もしくは梁部６ｂ間のスペース６ｃ（デッドスペース）に、高さ方向に出っ張らず、ＣＭＵモジュール８の占有スペースが外部端子１ａ又は梁部６ｂの高さ以下に収まることにより、最小限に抑えられる。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は、中蓋６に脱着可能に取り付けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュール８は、外蓋７に脱着可能に取り付けられてもよい。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は、中蓋６、即ち、筐体４の内部に脱着可能に取り付けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュール８は、外蓋７の外部、即ち、筐体４の外部に脱着可能に取り付けられてもよい。この場合、ＣＭＵモジュール８は、筐体４の外部に露出した格好となる。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は、係合部８ｃを有し、中蓋６は、被係合部６ｄを有する。しかしながら、これに限定されるものではない。電池モジュールは、電池セル１と、ＣＭＵ１０と、該ＣＭＵ１０を収容するケース１１とを備え、電池セル１又はケース１１の何れか一方は、係合部を有し、電池セル１又はケース１１の何れか他方は、被係合部を有し、係合部と被係合部とが係合・係合解除可能であってもよい。そのため、係合部と被係合部との係合を解除することにより、ＣＭＵ１０を収容したケース１１を電池セル１から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、ＣＭＵ１０を収容したケース１１を電池セル１に取り付けることができる。

また、電池モジュールは、電池セル１と、ＣＭＵ１０とを備え、電池セル１又はＣＭＵ１０の何れか一方は、係合部を有し、電池セル１又はＣＭＵ１０の何れか他方は、被係合部を有し、係合部と被係合部とが係合・係合解除可能であってもよい。そのため、係合部と被係合部との係合を解除することにより、ＣＭＵ１０を電池セル１から取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、ＣＭＵ１０を電池セル１に取り付けることができる。

また、上記実施形態においては、係合部８ｃは、ＣＭＵモジュール８（のカバー１３）の長辺に設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。係合部８ｃは、ＣＭＵモジュール８（のカバー１３）の短辺に設けられてもよい。あるいは、係合部８ｃは、ＣＭＵモジュール８（のカバー１３）の長辺及び短辺に設けられてもよい。

また、上記実施形態においては、係合部８ｃの、第二弾性片８ｅを第一弾性片８ｄ側に弾性変形させるという操作を行うことにより、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合を解除している。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュール８を引き上げれば、係合部８ｃと被係合部６ｄとの係合が解除されるような構成であってもよい。これは、例えば、係合部８ｃの凸部８ｆをもう少し小さいものにするなどして実現することができる。

また、上記実施形態においては、係合部８ｃは可撓性を有する弾性片である。しかしながら、これに限定されるものではない。係合部は、ロックレバーのようなものであってもよい。

また、上記実施形態においては、係合部８ｃはＣＭＵモジュール８に形成され、被係合部６ｄは筐体４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。係合部が筐体４に形成され、被係合部がＣＭＵモジュール８に形成されてもよい。そのため、係合部と被係合部との係合を解除することにより、ＣＭＵモジュールを電池セルから取り外すことができる。また、係合部と被係合部とを係合させることにより、ＣＭＵモジュールを電池セルに取り付けることができる。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８には係合部８ｃが形成され、筐体４には被係合部６ｄ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。ＣＭＵモジュール８に一部は係合部が形成され、もう一部は被係合部が形成されてもよい。即ち、ＣＭＵモジュール８、筐体４のそれぞれに、係合部と被係合部とが混在して設けられてもよい。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８の係合部８ｃは、中蓋６の複数の被係合部６ｄに対応して設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。中蓋６の一つの被係合部６ｄがＣＭＵモジュール８の複数の係合部８ｃのそれぞれに対応して係合可能に設けられてもよい。そのため、被係合部６ｄは、複数の係合部８ｃの中から、ＣＭＵモジュール８を中蓋６に取り付けようとする位置にある係合部８ｃを選んで係合することにより、中蓋６に取り付ける位置の選択自由度が高まる。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８は平面視にて長方形に形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。ＣＭＵモジュールは平面視にて正方形に形成されてもよく、あるいは、円形、楕円形、多角形など、方形状でない形状であってもよい。

また、上記実施形態においては、ケース１１は分割式である。しかしながら、これに限定されるものではない。ケース１１は分割式ではなくＣＭＵ１０をインモールドして成型したものであってもよい。但し、上述のように、ＣＭＵ１０だけを交換できる点、ケース１１は分割式であるのが好ましい。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵ１０はケース１１に収容され、ケース１１に保護されている。しかしながら、これに限定されるものではない。即ち、そのままＣＭＵ１０をＣＭＵモジュールとして筐体４に脱着可能に取り付けるようにしてもよい。この場合、例えば、ＣＭＵモジュール８の係合部８ｃの構造がＣＭＵ１０に適用され得る。

また、上記実施形態においては、ハーネス９を電池セル１の外部端子１ａと直接的に接続している。しかしながら、これに限定されるものではない。ハーネス９は、外部端子１ａと電気的に導通している箇所（外部端子１ａと導通はしているが、外部端子１ａから離間した箇所）を介して外部端子１ａに接続してもよい。

また、上記実施形態においては、蓋が中蓋６と外蓋７とで構成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。中蓋６はなくてもよい。あるいは、外蓋７はなく、中蓋６を蓋としてもよい。

また、上記実施形態においては、ＣＭＵモジュール８について説明した。しかしながら、本発明が対象とする回路モジュールは、ＣＭＵモジュールに限定されるものではなく、ＣＭＵモジュール以外の回路モジュールも含む。

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…電池セル、１ａ…外部端子、２…バスバー、３…ナット、４…筐体、５…筐体本体、５ａ…底部、５ｂ〜５ｅ…壁部、５ｆ…開放部、６…中蓋、６ａ…基部、６ｂ…梁部、６ｃ…スペース、６ｄ…被係合部、６ｅ…凹部、６ｆ…傾斜面（テーパ面）、７…外蓋、８…セル監視回路モジュール（ＣＭＵモジュール）、７ａ…蓋本体、７ｂ…被挿通部、８ａ…入力コネクタ部、８ｂ…出力コネクタ部、８ｃ…係合部、８ｄ…第一弾性片、８ｅ…第二弾性片、８ｆ…凸部、８ｇ…指掛かり部、９…ハーネス、９ａ…出力コネクタ部、９ｂ…接続端子、１０…セル監視回路（ＣＭＵ）、１１…ケース、１２…ベース、１２ａ…係止爪、１３…カバー、１３ａ…受入部、１３ｂ…膨出形状

Claims (13)

1. 蓄電素子と、
   該蓄電素子を収容する筐体と、
   前記筐体に重なって配置される回路モジュールとを備え、
   前記筐体又は前記回路モジュールの何れか一方は、係合部を有し、
   前記筐体又は前記回路モジュールの何れか他方は、前記筐体と前記回路モジュールとが重なる第一方向と直交する第二方向で前記係合部と対向する被係合部を有し、
   前記係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ前記第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに前記被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
   前記第二弾性片が前記被係合部に接近した状態で、前記係合部と前記被係合部とが係合し、
   前記第二弾性片が前記被係合部から離間した状態で、前記係合部と前記被係合部との係合が解除する
   蓄電装置。
2. 前記係合部又は前記被係合部の何れか一方は、前記筐体に対する前記回路モジュールの取付位置を変更可能とすべく、第一方向及び第二方向のそれぞれと直交する第三方向に間隔をあけて複数設けられている
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記回路モジュールは、回路と、該回路を収容するケースとを備え、
   前記筐体は、
   開放された一面から前記蓄電素子を収容する筐体本体と、
   該筐体本体の前記一面に取り付けられる中蓋と、
   該中蓋を覆う外蓋とを備え、
   前記中蓋又は前記ケースの何れか一方は、係合部を有し、
   前記中蓋又は前記ケースの何れか他方は、被係合部を有する
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記ケースは、分割可能である請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記回路モジュールは、回路そのものであり、
   前記筐体は、
   開放された一面から前記蓄電素子を収容する筐体本体と、
   該筐体本体の前記一面に取り付けられる中蓋と、
   該中蓋を覆う外蓋とを備え、
   前記中蓋又は前記回路の何れか一方は、係合部を有し、
   前記中蓋又は前記回路の何れか他方は、被係合部を有する、
   請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
6. 前記中蓋は、梁部を有し、
   前記回路モジュールは、前記係合部を有し、
   前記梁部は、前記被係合部を有する
   請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電素子は、外部端子を有し、
   前記中蓋は、梁部を有し、
   前記回路モジュールの高さは、前記外部端子又は前記梁部の高さのうち高い方の高さ以下である
   請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の蓄電装置。
8. 前記蓄電素子は、外部端子を有し、
   前記中蓋は、梁部を有し、
   前記外蓋は、前記回路モジュールの部分であって、前記外部端子及び前記梁部の高さのうち高い方の高さを超える部分が挿通される被挿通部を有する
   請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載の蓄電装置。
9. 蓄電素子と、
   回路と、
   該回路を収容するケースであって、前記蓄電素子に重なって配置されるケースとを備え、
   前記蓄電素子又は前記ケースの何れか一方は、係合部を有し、
   前記蓄電素子又は前記ケースの何れか他方は、前記蓄電素子と前記ケースとが重なる第一方向と直交する第二方向で前記係合部と対向する被係合部を有し、
   前記係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ前記第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに前記被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
   前記第二弾性片が前記被係合部に接近した状態で、前記係合部と前記被係合部とが係合し、
   前記第二弾性片が前記被係合部から離間した状態で、前記係合部と前記被係合部との係合が解除する
   蓄電装置。
10. 前記ケースは、分割可能である請求項９に記載の蓄電装置。
11. 蓄電素子と、
    該蓄電素子に重なって配置される回路とを備え、
    前記蓄電素子又は前記回路の何れか一方は、係合部を有し、
    前記蓄電素子又は前記回路の何れか他方は、前記蓄電素子と前記回路とが重なる第一方向と直交する第二方向で前記係合部と対向する被係合部を有し、
    前記係合部は、可撓性を有する第一弾性片と、可撓性を有し且つ該第一弾性片に折り返して接続された第二弾性片であって、第一弾性片と第二方向で間隔を有して対向するとともに前記被係合部と第二方向で対向する第二弾性片とを備え、
    前記第二弾性片が前記被係合部に接近した状態で、前記係合部と前記被係合部とが係合し、
    前記第二弾性片が前記被係合部から離間した状態で、前記係合部と前記被係合部との係合が解除する
    蓄電装置。
12. 前記被係合部は、前記第二方向で開放した凹部を有し、
    前記第二弾性片は、前記凹部に前記第二方向で係入する凸部を有する
    請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載の蓄電装置。
13. 前記蓄電素子は、外部端子を備え、
    前記回路モジュールは、入力コネクタ部を有し、
    該入力コネクタ部と前記外部端子とが電気的に接続される
    請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の蓄電装置。
    

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