JP7524893B2

JP7524893B2 - 蓄電装置

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Publication number: JP7524893B2
Application number: JP2021507354A
Authority: JP
Inventors: 彰吾 ▲つる▼田; 彬和田; 拓也中畑
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2024-07-30
Anticipated expiration: 2040-03-17
Also published as: JPWO2020189657A1; WO2020189657A1

Description

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

特許文献１には、蓄電池群を有する蓄電装置が開示されている。この蓄電装置では、蓄電池群の積層方向両端に、断熱機能及び絶縁機能を有するインシュレータプレートを介装して長方形状のエンドプレートが配置される。エンドプレート同士は、当該積層方向に延在する一対の連結バンドにより連結される。

特開２００１－２３６９３７号公報

複数の蓄電素子からなる蓄電素子列における各蓄電素子の膨れの抑制は、各蓄電素子の容器の不具合、または、蓄電素子列を収容する外装体の不具合等を招き得る。そのため、蓄電素子列における各蓄電素子の膨れの抑制は、蓄電装置の安全性の向上の観点から重要である。この課題に対して、上記従来の蓄電装置のように、一対のエンドプレートで連結バンドによって蓄電素子列を拘束することで、各蓄電素子の膨れを抑制することは可能である。

しかしながら、特許文献１の蓄電装置では、蓄電素子列の端面（インシュレータプレートの外側面）よりも大きなサイズのエンドプレートが、当該端面に当接する。そのため、仮に蓄電装置に、蓄電素子の並び方向の大きな外力が作用した場合、エンドプレートが当該端面の全域を押圧することになり、当該端面の角部が損傷するおそれがある。このような事象を防止するためには、エンドプレートを厚くすることでエンドプレートの変形を抑制することが考えられる。しかし、この対策は、蓄電装置のサイズまたは重量の増加を招くため、好ましい対策とは言えない。

本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子を有する蓄電素子ユニットと、前記蓄電素子ユニットの第一方向の側方に配置される部分を有するエンド部材とを備え、前記エンド部材は、前記第一方向に重ねて配置された、内板材及び外板材を含み、前記内板材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向側の側面である第一側面に当接し、かつ、前記蓄電素子ユニットと前記外板材との間に配置されており、前記第一方向と交差する第二方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、前記外板材の前記第二方向の幅は、前記内板材の前記第二方向の幅よりも大きい。

本発明によれば、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供できる。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置の内部構成を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電装置の詳細な内部構成を示す分解斜視図である。図４は、実施の形態に係るエンド部材を蓄電素子ユニットから離して図示する斜視図である。図５は、実施の形態に係るエンド部材及び蓄電素子ユニットのそれぞれを分解して示す分解斜視図である。図６は、実施の形態に係るエンド部材の構成要素及びユニット端面の横幅の大小関係を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係るエンド部材の構成要素及びユニット端面の縦幅の大小関係を示す正面図である。図８は、実施の形態に係るエンド部材の斜視図である。

本態様の蓄電装置によれば、エンド部材により少なくとも蓄電素子ユニットの第一側面側が保護される。エンド部材は、少なくとも２つの板材が重ねられる部分を有することで、保護に必要な強度を得ることができる。さらに、内板材の幅が蓄電素子ユニットの第一側面の幅よりも小さく、かつ、外板材の幅が内板材の幅よりも大きいため、外板材の内側への変形を容易にさせる空間が存在する。そのため、外板材に、蓄電素子ユニット向きの大きな外力が作用した場合、外板材が変形することにより外力を吸収できる。これにより、蓄電素子ユニットが損傷する可能性が低減される。つまり、本態様に係るエンド部材は、複数の板材が重ねられることで所定の強度を有し、かつ、外板材の幅が内板材の幅よりも大きいことで、衝撃吸収が可能な変形能も有している。従って、本態様に係る蓄電装置は、安全性が向上された蓄電装置である。

前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、前記内板材は、前記第一方向から見た場合に、前記第一側面の外形の領域内に配置されてもよい。

この構成によれば、内板材は、第一方向から見た場合に、蓄電素子ユニットの第一側面の外形よりも小さいサイズに形成され、かつ、第一側面の外形の領域内に配置される。従って、外板材の内側への変形が容易な空間が増えるため、外板材による外力の吸収効果が向上され、その結果、蓄電装置の安全性が向上する。

前記複数の蓄電素子のそれぞれは、長側面を前記第一方向に向けた姿勢で、前記第一方向に並んで配置されてもよい。

この構成によれば、第一方向の端部に位置する蓄電素子の長側面の外側にエンド部材が配置される。これにより、蓄電素子の変形しやすい部分である長側面が保護され、長側面の膨張が効率よく抑制される。その結果、蓄電装置の安全性が向上する。

前記複数の蓄電素子のそれぞれは、短側面を前記第一方向に向け、かつ、互いに隣り合う２つの蓄電素子の長側面が対向する姿勢で並んで配置されてもよい。

この構成によれば、複数の蓄電素子の短側面の外側にエンド部材が配置される。これにより、蓄電素子の内部において短側面の近くに集電体が配置されている場合、短側面がエンド部材に保護されていることで、蓄電装置に衝撃が与えられた場合において、集電体が電極体を損傷する可能性が低減される。その結果、蓄電装置の安全性が向上する。

前記エンド部材はさらに、前記内板材と前記外板材との間に配置された中間板材を有し、前記中間板材は、前記内板材に対向する第一中間板部と、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面に隣接する第二側面に対向する第二中間板部とを有し、前記外板材は、前記中間板材の前記第一中間板部に対向する第一外板部と、前記中間板材の前記第二中間板部に対向する第二外板部とを有してもよい。

この構成によれば、エンド部材により、蓄電素子ユニットの第一側面及び第二側面の両方が保護される。そのため、蓄電装置の安全性がより向上される。

前記エンド部材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向における両側のそれぞれに配置されており、２つの前記エンド部材のうちの一方の前記外板材の前記第二外板部は、２つの前記エンド部材のうちの他方の前記外板材の前記第二外板部と連結される連結部を有してもよい。

この構成によれば、一対のエンド部材により、蓄電素子ユニットの第一方向の両方の第一側面、及び、これら第一側面を接続する第二側面が保護される。
一対のエンド部材は、２つの第二外板部が連結されることで、互いに機械的に接続される。そのため、一方のエンド部材が他方のエンド部材を補強する部材として機能する。従って、蓄電装置の安全性がより向上される。

本発明は、複数の蓄電素子を含む蓄電素子ユニットに対して配置されるエンド部材として実現することもできる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。以下で説明する実施の形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

以下の説明及び図面中において、筐体の長手方向（筐体の短側面の対向方向）、または、１つの蓄電素子における短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。筐体の短手方向（筐体の長側面の対向方向）、または、１つの蓄電素子における長側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。筐体における本体部と固定壁部との並び方向、または、蓄電素子の短側面の長手方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。本実施の形態では、Ｚ軸方向を上下方向とし、かつ、Ｚ軸方向プラス側を「上」として説明を行うが、このことは、実際の蓄電装置の使用時における姿勢を限定しない。各図面については、本発明を示すために、適宜強調、省略、または比率の調整を行うことで、実際の形状、位置関係、及び比率とは異なる場合がある。

Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。２つの方向が直交している、とは、当該２つの方向が完全に直交していることを意味するだけでなく、実質的に直交していること、すなわち、数％程度の差異を含むことも意味する。

（実施の形態）
［１．蓄電装置の全般的な説明］
まず、図１～図３を用いて、実施の形態に係る蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置１０の内部構成を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電装置１０の詳細な内部構成を示す分解斜視図である。図２及び図３では、蓄電装置１０と外部機器とを接続する電力ケーブル２０及び電線３０の図示は省略されている。

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置である。蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１０は、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械等の移動体の駆動用、エンジン始動用若しくはバックアップ用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用として用いられる。

図１～図３に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子２１０を有する蓄電素子ユニット２００と、蓄電素子ユニット２００を収容する筐体１００とを備える。本実施の形態では、蓄電素子ユニット２００は４個の蓄電素子２１０を有している。蓄電素子ユニット２００が有する蓄電素子２１０の数は４には限定されない。蓄電素子ユニット２００は複数の蓄電素子２１０を備えていればよい。

筐体１００は、蓄電装置１０を他の部材５００に固定するための固定部１４５が設けられた固定壁部１４０と、固定壁部１４０との間に蓄電素子ユニット２００等を収容する空間を形成する箱型の本体部１０５とを有する。図３に示すように、固定壁部１４０には、蓄電素子ユニット２００の固定のためのねじ穴１４６が複数設けられている。後述するエンド部材３００を貫通する複数のボルト５０のそれぞれが、ねじ穴１４６に螺合することで、エンド部材３００及び蓄電素子ユニット２００が固定壁部１４０の上面に固定される。さらに、エンド部材３００及び蓄電素子ユニット２００を囲むように本体部１０５が配置される。

つまり、全体として平板状の固定壁部１４０の上面に蓄電素子ユニット２００等の各要素が配置されており、これら、蓄電素子ユニット２００等を上方及び側方から覆うように本体部１０５が配置される。固定壁部１４０の固定部１４５には固定用開口部１４５ａが設けられており、本体部１０５の端部には、固定用開口部１０６が設けられている。固定用開口部１０６及び固定用開口部１４５ａに挿通されたボルト４０が、他の部材５００のねじ穴（またはナット）に螺合する。つまり、本体部１０５と固定壁部１４０とは、ボルト４０によって他の部材５００に共締めされる。本実施の形態では、このような、筐体１００の固定箇所が４つ設けられており、これら４つの固定箇所によって、他の部材５００に蓄電装置１０が固定される。

図１に示すように、本体部１０５の一つの壁部（Ｘ軸方向プラス側の壁部）には、排気管１９０及び排気管１９０よりも上方に配置された外部接続部１９５が設けられている。排気管１９０は、筐体１００内の１以上の蓄電素子２１０のガス排出弁からガスが排出された場合、そのガスを筐体１００の外部に導くための部材である。外部接続部１９５は、蓄電素子ユニット２００の正極及び負極に接続された一対の電力ケーブル２０と、後述するＢＭＵ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）４００に接続された複数の電線３０とを保持する部材である。図１では、一対の電力ケーブル２０及び複数の電線３０は外部接続部１９５から外部に延設されているが、一対の電力ケーブル２０及び複数の電線３０のそれぞれは、外部接続部１９５の位置に、外部機器と接続するためのコネクタを有してもよい。

筐体１００は、鉄等の金属で形成されており、かつ、箱型の本体部１０５を有しているため、蓄電装置１０は、比較的に小型でかつ外殻（つまり筐体１００）の強度が高いという特性を有している。そのため、蓄電装置１０は、自動車に搭載された電気機器の動作のためのバッテリー、または、当該動作を保証するバックアップ用のバッテリーとして自動車に搭載される。従って、蓄電装置１０が固定される他の部材５００としては、自動車の車体が例示される。図１及び図２では、他の部材５００は、簡易的に矩形の板状部材として表しているが、他の部材５００は、蓄電装置１０を固定できる部分を有していれば、サイズ及び形状に特に限定はない。

筐体１００は、固定壁部１４０以外の複数の壁部のうちの１つである支持壁部１１０を有しており、支持壁部１１０は、被支持部材を取り付けるための取付部１２０を有している。取付部１２０には、被支持部材の側から見た場合に、支持壁部１１０よりも大きな被支持部材を取り付けることができる。取付部１２０は、被支持部材を取り付けるためのボルト等と螺合する取付穴１２０ａを有している。蓄電装置１０が自動車に搭載される場合、蓄電装置１０は比較的に小型であることから、運転席と助手席との間に配置できる。この場合、本実施の形態において支持壁部１１０に４つ配置された取付部１２０に、ドリンクホルダ等を含むコンソールボックスを取り付けることができる。つまり、蓄電装置１０を、コンソールボックスを支持する支持部材として機能させることができる。

本実施の形態では、筐体１００の内部にはさらに、蓄電素子ユニット２００の充放電を制御するＢＭＵ（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）４００が収容されている。ＢＭＵ４００は、複数のボルトで固定壁部１４０の上面に固定される。蓄電装置１０がＢＭＵ４００を内蔵することは必須ではなく、蓄電素子ユニット２００の充放電の制御は外部の機器によって行われてもよい。

蓄電素子ユニット２００は、図２及び図３に示すように、蓄電素子２１０の並び方向（Ｙ軸方向）で対向するエンド部材３００に挟まれた状態で保持されている。蓄電素子ユニット２００の電極端子の側（Ｚ軸方向プラス側）には、複数の蓄電素子２１０を電気的及び機械的に接続する複数のバスバー２５０と、複数のバスバー２５０を保持するバスバーフレーム２５５とが配置される。バスバーフレーム２５５には、バスバー用開口部２５６が複数設けられており、複数のバスバー２５０のそれぞれは、複数のバスバー用開口部２５６のいずれかに配置され、その下方の１つまたは２つの蓄電素子２１０に接合される。

本実施の形態では、蓄電素子ユニット２００の上方にはさらにカバー部材２８０が配置されており、蓄電素子ユニット２００とカバー部材２８０との間にバスバー２５０が配置されている。つまり、蓄電素子ユニット２００とカバー部材２８０との間にバスバーフレーム２５５が配置されている。

［２．蓄電素子ユニット及びその周辺の構成］
次に、以上のように構成された蓄電装置１０における、蓄電素子ユニット２００及びその周辺の構成を、図４及び図５を用いて説明する。図４は、実施の形態に係るエンド部材３００を蓄電素子ユニット２００から離して図示する斜視図である。図５は、実施の形態に係るエンド部材３００及び蓄電素子ユニット２００のそれぞれを分解して示す分解斜視図である。

図４に示すように、本実施の形態に係る蓄電装置１０は、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向の側方に配置される部分を有するエンド部材３００を備えている。Ｙ軸方向は第一方向の一例であり、本実施の形態では、蓄電素子ユニット２００における複数の蓄電素子２１０の並び方向と一致する。図５に示すように複数の蓄電素子２１０は長側面２１１が、Ｙ軸方向と直交する姿勢（言い換えると短側面２１２がＹ軸方向に平行な姿勢）でＹ軸方向に並べられている。

蓄電素子ユニット２００は、図５に示すように、複数の蓄電素子２１０と、隣り合う２つの蓄電素子２１０の間に配置されたスペーサ２２０と、複数の蓄電素子２１０の並び方向（Ｙ軸方向）における両端に配置されたエンドスペーサ２２５とを有する。つまり、本実施の形態では、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向の側面であるユニット端面２０１は、エンドスペーサ２２５の外側面により形成されている。ユニット端面２０１は、第一側面の一例である。本実施の形態では、ユニット端面２０１は単純な平面ではなく、図４に示すように、凹状または凸状の部分（凹凸部分）を有している。従って、「ユニット端面２０１に当接する」という場合、ユニット端面２０１の平坦な部分に当接することだけでなく、凹凸部分の表面に当接することも含む。

エンド部材３００は、ユニット端面２０１に当接して配置される。具体的には、エンド部材３００は、ユニット端面２０１に当接する内板材３１０及びその外側に配置された板材で構成される。本実施では、内板材３１０の外側に中間板材３２０及び外板材３３０が配置される。中間板材３２０及び外板材３３０のそれぞれは、内板材３１０との関係において「外板材」の一例である。

内板材３１０、中間板材３２０及び外板材３３０のそれぞれは、鉄等の金属の板材に対し、プレス加工等を行うことで作製される。さらに、エンド部材３００は、これらの板材を溶接することで作製される。内板材３１０と中間板材３２０とは重ねられて溶接される。溶接により一体化された内板材３１０及び中間板材３２０のうちの中間板材３２０が、内板材３１０に設けられた複数の接合用開口部３１２（図５参照）を介して外板材３３０と溶接される。これにより、内板材３１０、中間板材３２０及び外板材３３０が積層された構造を有するエンド部材３００が形成される。

中間板材３２０は、図４及び図５に示すように、内板材３１０に対向する第一中間板部３２１と、ユニット側面２０２に対向する第二中間板部３２５とを有する。ユニット側面２０２は、ユニット端面２０１に隣接する側面である。本実施の形態において、ユニット側面２０２は、第二側面の一例であり、蓄電素子ユニット２００のＸ軸方向の側面である。つまり、第一中間板部３２１と第二中間板部３２５とは互いに直交する姿勢で接続されている。第一中間板部３２１のＸ軸方向の両端に第二中間板部３２５が設けられている。このように構成された中間板材３２０は、エンド部材３００の一部として、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向の端部を三方向から囲む状態で蓄電素子ユニット２００に対して配置される。

外板材３３０は、図４及び図５に示すように、中間板材３２０の第一中間板部３２１に対向する第一外板部３３１と、中間板材３２０の第二中間板部３２５に対向する第二外板部３３５とを有する。つまり、第一外板部３３１と第二外板部３３５とは互いに直交する姿勢で接続されている。第一外板部３３１のＸ軸方向の両端に第二外板部３３５が設けられている。このように構成された外板材３３０は、エンド部材３００の一部として、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向の端部を三方向から囲む状態で蓄電素子ユニット２００に対して配置される。

中間板材３２０の第二中間板部３２５は、下端部の外側に開いた部分に貫通孔３２５ａを有し、外板材３３０の第二外板部３３５は、下端部の外側に開いた部分に貫通孔３３５ａを有する。中間板材３２０と外板材３３０とを組み合わせる際に、中間板材３２０の貫通孔３２５ａの直上に外板材３３０の貫通孔３３５ａが配置される。さらに、ボルト５０が貫通孔３３５ａ及び貫通孔３２５ａに挿し通されて、固定壁部１４０のねじ穴１４６に螺合する（図３参照）。これにより、エンド部材３００及び蓄電素子ユニット２００が固定壁部１４０に固定される。図４及び図５では表されていないが、エンド部材３００は、Ｘ軸方向マイナス側にも貫通孔３３５ａ及び貫通孔３２５ａが設けられており、１つのエンド部材３００は、２つのボルト５０で固定壁部１４０に固定される。

本実施の形態では、上記構成を有するエンド部材３００は、図４及び図５に示すように、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向における両側のそれぞれに配置されている。これら一対のエンド部材３００は、蓄電素子ユニット２００の上方に配置される接続板３８０によって接続される。

具体的には、接続板３８０の２つの貫通孔に、エンド部材３００に設けられた２つの軸部３２９を差し込んでナット９０で締め付ける。この作業を一対のエンド部材３００のそれぞれで行うことで、一対のエンド部材３００が接続板３８０によって接続される。

２つの軸部３２９は、中間板材３２０に固定されている。具体的には、中間板材３２０は、第一中間板部３２１の上端から蓄電素子ユニット２００の上方に向けて突出する突出部３２８を有し、突出部３２８には上方に向けて立設された軸部３２９が設けられている。外板材３３０は、第一外板部３３１の上端から蓄電素子ユニット２００の上方に向けて突出する突出部３３２を有し、突出部３３２には軸部３２９が貫通する貫通孔３３２ａが設けられている。中間板材３２０と外板材３３０とを組み合わせる際に、中間板材３２０の２つの軸部３２９が、外板材３３０の２つの貫通孔３３２ａに挿し通される。これにより、エンド部材３００の上端に２つの軸部３２９が配置される。

さらに、一対のエンド部材３００は、それぞれの外板材３３０同士がボルト６０及びナット６２で締結される構造を有している。具体的には、エンド部材３００において最も外側に位置する外板材３３０の第二外板部３３５に、接続相手のエンド部材３００の第二外板部３３５と連結される連結部３３６が設けられている。本実施の形態では、連結部３３６は、第二外板部３３５の先端部が外側に曲げられることで形成されており、第一外板部３３１に平行な板状部分として第二外板部３３５に設けられている。連結部３３６には複数（本実施の形態では３つ）の貫通孔３３６ａが形成されている。図５に示すように、２つのエンド部材３００を組み合わせた場合、一方のエンド部材３００の連結部３３６の貫通孔３３６ａと、他方のエンド部材３００の連結部３３６の貫通孔３３６ａとがＹ軸方向で重ねられる。さらに、これら２つの貫通孔３３６ａに挿し通されたボルト６０にナット６２が螺合する。このようなボルト６０及びナット６２による締結箇所が６つ設けられる。つまり、２つのエンド部材３００のうちの一方のエンド部材３００のＸ軸方向の両端部と、他方のエンド部材３００のＸ軸方向の両端部とが６箇所で締結される。

すなわち、蓄電素子ユニット２００を間に挟む２つのエンド部材３００は、上方に配置された接続板３８０によって接続され、かつ、左右（Ｘ軸方向）の両端部が締結される。これにより、前後方向（Ｙ軸方向）において２つのエンド部材３００の一方は他方を強固に拘束できる。このように互いに接続された２つのエンド部材３００は、固定壁部１４０に複数のボルト５０によって締結される。つまり、２つのエンド部材３００及びこれらに挟まれた蓄電素子ユニット２００は、固定壁部１４０にしっかりと固定される。

［３．エンド部材における各板材のサイズ及び形状］
上記、蓄電素子ユニット２００に側面に当接して配置されるエンド部材３００は重ね合わされた複数の板材で形成されており、本実施の形態では、これら複数の板材の大きさ及び形状は互いに異なっている。この点に関し、図６～図８を用いて説明する。

図６は、実施の形態に係るエンド部材３００の構成要素及びユニット端面２０１の横幅の大小関係を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係るエンド部材３００の構成要素及びユニット端面２０１の縦幅の大小関係を示す正面図である。図８は、実施の形態に係るエンド部材３００の斜視図である。図６及び図７において、「横幅」はＸ軸方向の幅であり、「縦幅」はＺ軸方向の幅である。図７では、蓄電素子ユニット２００を、ユニット端面２０１の側から見た場合の図が示されており、ユニット端面２０１に対する内板材３１０のおおよその配置領域が、内板配置領域３１０ａ（ドットが付された領域）として図示されている。

図６に示すように、エンド部材３００を構成する複数の板材のうち、ユニット端面２０１に当接する内板材３１０の横幅Ｗａは、ユニット端面２０１の横幅Ｗｓよりも小さい。エンド部材３００において内板材３１０の外側に位置する中間板材３２０の横幅Ｗｂ及び外板材３３０の横幅Ｗｃは、ともに内板材３１０の横幅Ｗａよりも大きい。外板材３３０の横幅Ｗｃは中間板材３２０の横幅Ｗｂよりも大きい。外板材３３０の横幅Ｗｃ及び中間板材３２０の横幅Ｗｂのそれぞれは、ユニット端面２０１とＹ軸方向で対向する部分を基準にしている。つまり、外板材３３０の横幅Ｗｃは、第一外板部３３１の横幅であり、中間板材３２０の横幅Ｗｂは、第一中間板部３２１の横幅である。このことは、外板材３３０の縦幅及び中間板材３２０の縦幅にも適用される。

このように、ユニット端面２０１には、横幅がユニット端面２０１よりも小さい内板材３１０が当接し、その外側には内板材３１０よりも横幅が大きい中間板材３２０及び外板材３３０が配置される。内板材３１０は、中間板材３２０およびユニット端面２０１に対してＸ軸方向のプラス側またはマイナス側に著しく偏って配置されているのではない。内板材３１０のＸ軸方向の中央は、中間板材３２０およびユニット端面２０１のＸ軸方向の中央と一致（略一致も含む、以下同じ）している。言い換えれば、内板材３１０のＸ軸方向のプラス側またはマイナス側の端部は、中間板材３２０の第二中間板部３２５およびユニット端面２０２からＸ軸方向において所定距離だけ離間している。

図７に示すように、エンド部材３００の構成する複数の板材のうち、ユニット端面２０１に当接する内板材３１０の縦幅Ｈａは、ユニット端面２０１の縦幅Ｈｓよりも小さい。エンド部材３００において内板材３１０の外側に位置する中間板材３２０の縦幅Ｈｂ及び外板材３３０の縦幅Ｈｃは、ともに内板材３１０の縦幅Ｈａよりも大きい。外板材３３０の縦幅Ｈｃは中間板材３２０の縦幅Ｈｂよりも大きい。このように、ユニット端面２０１には、縦幅がユニット端面２０１よりも小さい内板材３１０が当接し、その外側には内板材３１０よりも縦幅が大きい中間板材３２０及び外板材３３０が配置される。つまり、本実施の形態では、内板材３１０は、縦横ともにユニット端面２０１に小さく、Ｙ軸方向から見た場合に、図７に示すように、ユニット端面２０１の外形の領域内の位置（内板配置領域３１０ａ）に配置される。

内板材３１０は、中間板材３２０およびユニット端面２０１に対してＺ軸方向のプラス側またはマイナス側に著しく偏って配置されているのではない。内板材３１０のＺ軸方向の中央は、中間板材３２０およびユニット端面２０１のＺ軸方向の中央と一致している。

［４．効果等］
以上説明したように、本実施の形態に係る蓄電装置１０は、複数の蓄電素子２１０を有する蓄電素子ユニット２００と、蓄電素子ユニット２００の第一方向（本実施の形態ではＹ軸方向）の側方に配置される部分を有するエンド部材３００とを備える。エンド部材３００は、Ｙ軸方向に重ねて配置された、内板材３１０及び外板材３３０を含む。内板材３１０は、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向側の側面であるユニット端面２０１に当接する。内板材３１０は、蓄電素子ユニット２００と外板材３３０との間に配置されており、Ｙ軸方向と交差する第二方向（本実施の形態ではＸ軸方向）において、内板材３１０の幅は、ユニット端面２０１の幅よりも小さい。外板材３３０のＸ軸方向の幅は、内板材３１０のＸ軸方向の幅よりも大きい。

この構成によれば、エンド部材３００により、少なくとも蓄電素子ユニット２００のユニット端面２０１側が保護される。エンド部材３００は、少なくとも２つの板材が重ねられる部分を有することで、保護に必要な強度を得ることができる。さらに、内板材３１０の横幅がユニット端面２０１の横幅よりも小さく、かつ、外板材３３０の横幅が内板材３１０の横幅よりも大きいため、外板材３３０の内側への変形を容易にさせる空間が存在する。つまり、図８に示すように、外板材３３０のＸ軸方向の端部には、内板材３１０が配置されていない空間が存在する。この空間は、外板材３３０の内側への変形が、内板材３１０によって阻害されない空間である。そのため、外板材３３０に、蓄電素子ユニット２００向きの大きな外力が作用した場合、外板材３３０が変形することにより外力を吸収できる。これにより、蓄電素子ユニット２００が損傷する可能性が低減される。つまり、本実施の形態に係るエンド部材３００は、複数の板材が重ねられることで所定の強度を有し、かつ、外板材３３０の幅が内板材３１０の幅よりも大きいことで、衝撃吸収が可能な変形能も有している。このように、本実施の形態に係る蓄電装置１０は、安全性が向上された蓄電装置である。

より詳細には、エンド部材３００では、全体の厚みを大きくするのではなく、部分的に厚みを大きくすることで、高い剛性が求められる箇所の剛性を確保し、かつ、エンド部材３００の変形のための空間を確保している。さらに、エンド部材３００では、部分ごとの厚みの違いを、複数の板材を重ねることで実現しているため、単一の材料からエンド部材３００を削り出すこと、または、鋳型でエンド部材３００を作製することと比較するとエンド部材３００の作製が容易である。

本実施の形態では、エンド部材３００において、隣り合う２つの板材（内板材３１０及び中間板材３２０、並びに、中間板材３２０及び外板材３３０）は溶接によって機械的に接続されている。そのため、隣り合う２つの板材をボルト及びナット、またはリベット等で接続する場合と比較すると、蓄電装置１０の軽量化または部品点数の削減が図られる。これによって、蓄電装置１０の省スペース化および軽量化ができる効果がある。

内板材３１０の大きさを、ユニット端面２０１と同程度にし、かつ、外板材３３０を、内板材３１０よりも大きく形成することで、外板材３３０の内側への変形を容易にする空間の形成は可能である。しかし、この場合は、蓄電装置１０の大型化という別の問題が生じる。この点に関し、本実施の形態に係る蓄電装置１０では、内板材３１０の幅を、ユニット端面２０１の幅よりも小さくしていることで、蓄電装置１０の大型化を抑制するとともに、外板材３３０の内側への変形を容易にさせる空間を確保している。

上記構成及びその効果の説明において、「外板材３３０」を「中間板材３２０」に置き換えることもできる。つまり、図６を用いて説明したように、内板材３１０の外側に配置される中間板材３２０の横幅は、内板材３１０の横幅よりも大きい。従って、図８に示すように、中間板材３２０のＸ軸方向の端部には、内板材３１０が配置されていない空間が存在し、この空間は、中間板材３２０の内側への変形が、内板材３１０によって阻害されない空間である。そのため、中間板材３２０は、蓄電素子ユニット２００を保護するように、変形できる。さらに、上記構成及びその効果の説明において、第二方向である「Ｘ軸方向」を「Ｚ軸方向」に置き換えることもできる。つまり、図７を用いて説明したように、内板材３１０の外側に配置される外板材３３０の縦幅は、内板材３１０の縦幅よりも大きい。従って、外板材３３０のＺ軸方向の端部には、内板材３１０が配置されていない空間が存在し、この空間は、外板材３３０の内側への変形が、内板材３１０によって阻害されない空間である。そのため、外板材３３０は、蓄電素子ユニット２００を保護するように変形できる。

本実施の形態では、第一方向（Ｙ軸方向）及び第二方向（Ｘ軸方向）と交差する第三方向（本実施の形態ではＺ軸方向）において、内板材３１０の幅は、ユニット端面２０１の幅よりも小さい。内板材３１０は、Ｙ軸方向から見た場合に、ユニット端面２０１の外形の領域内に配置されている（図７参照）。

つまり、本実施の形態では、内板材３１０は、Ｘ軸方向から見た場合に、ユニット端面２０１の外形よりも小さいサイズに形成され、かつ、ユニット端面２０１の外形の領域内に配置される。従って、外板材３３０の変形を容易にさせる空間が増え、これにより、外板材３３０による外力の吸収効果が向上される。その結果、蓄電装置１０の安全性が向上する。このことは、内板材３１０と外板材３３０との間の中間板材３２０にも適用される。つまり、内板材３１０がユニット端面２０１よりも小さいことで、中間板材３２０の変形を容易にさせる空間が増え、これにより、中間板材３２０による外力の吸収効果が向上される。このことは、蓄電装置１０の安全性の向上に寄与する。

本実施の形態では、複数の蓄電素子２１０のそれぞれは、長側面２１１をＹ軸方向に向けた姿勢で、Ｙ軸方向に並んで配置されている。

すなわち、Ｙ軸方向の端部に位置する蓄電素子２１０の長側面２１１の外側にエンド部材３００が配置される。これにより、蓄電素子２１０の変形しやすい部分である長側面２１１が保護され、長側面２１１の膨張が効率よく抑制される。その結果、蓄電装置１０の安全性が向上する。

本実施の形態では、エンド部材３００は、内板材３１０と外板材３３０との間に配置された中間板材３２０を有する。中間板材３２０は、内板材３１０に対向する第一中間板部３２１と、蓄電素子ユニット２００のユニット側面２０２に対向する第二中間板部３２５とを有する。外板材３３０は、中間板材３２０の第一中間板部３２１に対向する第一外板部３３１と、中間板材３２０の第二中間板部３２５に対向する第二外板部３３５とを有する。

この構成によれば、エンド部材３００により、蓄電素子ユニット２００のユニット端面２０１及びユニット側面２０２の両方の保護が図られる。そのため、蓄電装置１０の安全性がより向上される。

ここで、本実施の形態では、上述のように、第二中間板部３２５の外側には、外板材３３０の第二外板部３３５が配置されており、図８に示すように、第二中間板部３２５のＹ軸方向の幅は、第二外板部３３５のＹ軸方向の幅よりも小さい。従って、Ｘ軸方向を「第一方向」と規定した場合、複数の蓄電素子２１０のそれぞれは、短側面２１２を第一方向（Ｘ軸方向）に向け、かつ、互いに隣り合う２つの蓄電素子２１０の長側面２１１が対向する姿勢で並んで配置されている、と説明される。さらに、第二中間板部３２５が、蓄電素子ユニット２００のユニット側面２０２に当接して配置されている場合、蓄電装置１０は、以下のように説明される。蓄電装置１０は、蓄電素子ユニット２００の第一方向（Ｘ軸方向）の側方に配置される部分を有するエンド部材３００を備える。エンド部材３００は、Ｘ軸方向に重ねて配置された、中間板材３２０（第二中間板部３２５）及び外板材３３０（第二外板部３３５）を含む。第二中間板部３２５は、蓄電素子ユニット２００のＸ軸方向側の側面（本例の場合、ユニット側面２０２）に当接する。第二中間板部３２５は、蓄電素子ユニット２００と第二外板部３３５との間に配置されており、Ｘ軸方向と交差する第二方向（本例の場合、Ｙ軸方向）において、第二中間板部３２５の幅は、蓄電素子ユニット２００のユニット側面２０２の幅よりも小さい。第二外板部３３５のＹ軸方向の幅は、第二中間板部３２５のＹ軸方向の幅よりも大きい。

このように、本実施の形態では、複数の蓄電素子２１０の短側面２１２の外側にエンド部材３００が配置される。これにより、蓄電素子２１０の内部において短側面２１２の近くに集電体が配置されている場合、短側面２１２がエンド部材３００に保護されていることで、蓄電装置１０に衝撃が与えられた場合において、集電体が電極体を損傷する可能性が低減する。その結果、蓄電装置１０の安全性が向上する。

図８に示すように、第二外板部３３５の内側には第二中間板部３２５が配置されていない空間が存在する。この空間は、第二外板部３３５の内側への変形が、第二中間板部３２５によって阻害されない空間である。そのため、第二外板部３３５に、蓄電素子ユニット２００向きの大きな外力が作用した場合、第二外板部３３５が変形することにより外力を吸収できる。これにより、蓄電素子ユニット２００が損傷する可能性が低減される。このことによっても蓄電装置１０の安全性が向上する。

本実施の形態では、エンド部材３００は、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向における両側のそれぞれに配置されている。２つのエンド部材３００のうちの一方の外板材３３０の第二外板部３３５は、２つのエンド部材３００のうちの他方の外板材３３０の第二外板部３３５と連結される連結部３３６を有する。

このように、本実施の形態では、一対のエンド部材３００により、蓄電素子ユニット２００のＹ軸方向の両方のユニット端面２０１、及び、これらユニット端面２０１を接続するユニット側面２０２が保護される。一対のエンド部材３００は、２つの第二外板部３３５が連結されることで、機械的に接続される。そのため、一方のエンド部材３００が他方のエンド部材３００を補強する部材として機能する。従って、蓄電装置１０の安全性がより向上される。

（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

蓄電素子２１０の短側面２１２側の保護を主眼とした場合、エンド部材３００は、内板材３１０が、ユニット側面２０２に当接する姿勢で配置されてもよい。つまり、エンド部材３００の姿勢が、図４に示す姿勢と同じである場合、複数の蓄電素子２１０のそれぞれは、短側面２１２を第一方向（Ｙ軸方向）に向け、かつ、互いに隣り合う２つの蓄電素子２１０の長側面２１１が対向する姿勢で並んで配置されてもよい。この場合、ユニット側面２０２は、第一側面の一例であり、ユニット端面２０１は第二側面の一例である。

この構成が採用された場合であっても、エンド部材３００は、複数の板材が重ねられていることで蓄電素子ユニット２００の保護に必要な強度を得ることができる。エンド部材３００には、内板材３１０よりも外側の板材（中間板材３２０及び外板材３３０）の内側への変形を容易にする空間が形成される。

エンド部材３００を構成する板材の数は３には限定されない。エンド部材３００は少なくとも２枚の板材が重ねられることで構成されればよい。内板材３１０と中間板材３２０とでエンド部材３００が構成されてもよい。この場合、内板材３１０から見ると、中間板材３２０は「外板材」である。内板材３１０と、内板材３１０に接合された外板材３３０とでエンド部材３００が構成されてもよい。中間板材３２０をユニット端面２０１またはユニット側面２０２に当接させて配置した場合、中間板材３２０と外板材３３０とでエンド部材３００が構成されてもよい。この場合、外板材３３０から見ると、中間板材３２０は「内板材」である。いずれの場合であっても、エンド部材３００は、複数の板材が重ねられていることで蓄電素子ユニット２００の保護に必要な強度を得ることができ、かつ、外側の板材の内側への変形を容易にする空間を形成できる。

中間板材３２０は、第二中間板部３２５を有しない平板状の板材であってもよい。外板材３３０も同様に、第二外板部３３５を有しない平板状の板材であってもよい。この場合、接続板３８０のような、一対のエンド部材３００を接続する接続部材が配置されていれば、一対のエンド部材３００で蓄電素子ユニット２００を拘束し、保護することは可能である。上述のように、内板材３１０の幅がユニット端面２０１の幅よりも小さい等の構成を有することで、内板材３１０の外側の板材（中間板材３２０または外板材３３０）の変形を容易にさせる空間は確保される。つまり、エンド部材３００は衝撃吸収機能を発揮できる。

実施の形態では、一対のエンド部材３００を接続するために、ボルト６０及びナット６２を用いたが、一対のエンド部材３００を接続する手法に限定はない。一対のエンド部材３００の一部同士をかしめること、または、溶接することで、一対のエンド部材３００が接続されてもよい。

蓄電装置１０の構成要素の素材は、実施の形態で説明された素材には限定されない。筐体１００及びエンド部材３００のそれぞれは金属製でなくてもよい。繊維強化プラスチックのような非金属によって筐体１００及びエンド部材３００が形成されてもよい。エンド部材３００を構成する複数の板材のそれぞれの素材が異なっていてもよい。エンド部材３００に求められる強度、剛性、または製造コスト等に基づいて複数の板材のそれぞれの素材が決定されてもよい。

上記実施の形態に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。

１０蓄電装置
２００蓄電素子ユニット
２０１ユニット端面
２０２ユニット側面
２１０蓄電素子
２１１長側面
２１２短側面
３００エンド部材
３１０内板材
３２０中間板材
３２１第一中間板部
３２５第二中間板部
３３０外板材
３３１第一外板部
３３５第二外板部
３３６連結部
５００他の部材

Claims

複数の蓄電素子を有する蓄電素子ユニットと、
前記蓄電素子ユニットの第一方向の側方に配置される部分を有するエンド部材とを備え、
前記エンド部材は、前記第一方向に重ねて配置された、内板材及び外板材を含み、前記内板材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向側の側面である第一側面に当接し、かつ、前記蓄電素子ユニットと前記外板材との間に配置されており、
前記第一方向と交差する第二方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、
前記外板材の前記第二方向の幅は、前記内板材の前記第二方向の幅よりも大きく、
前記外板材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向における両側のそれぞれに配置されており、
２つの前記外板材のうちの一方の前記外板材は、２つの前記外板材のうちの他方の外板材と連結される連結部を有する、
蓄電装置。
前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、
前記内板材は、前記第一方向から見た場合に、前記第一側面の外形の領域内に配置されている、
請求項１記載の蓄電装置。
前記複数の蓄電素子のそれぞれは、長側面を前記第一方向に向けた姿勢で、前記第一方向に並んで配置されている、
請求項１または２記載の蓄電装置。
前記複数の蓄電素子のそれぞれは、短側面を前記第一方向に向け、かつ、互いに隣り合う２つの蓄電素子の長側面が対向する姿勢で並んで配置されている、
請求項１または２記載の蓄電装置。
複数の蓄電素子を有する蓄電素子ユニットと、
前記蓄電素子ユニットの第一方向の側方に配置される部分を有するエンド部材とを備え、
前記エンド部材は、前記第一方向に重ねて配置された、内板材及び外板材を含み、前記内板材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向側の側面である第一側面に当接し、かつ、前記蓄電素子ユニットと前記外板材との間に配置されており、
前記第一方向と交差する第二方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、
前記外板材の前記第二方向の幅は、前記内板材の前記第二方向の幅よりも大きく、
前記エンド部材はさらに、前記内板材と前記外板材との間に配置された中間板材を有し、
前記中間板材は、前記内板材に対向する第一中間板部と、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面に隣接する第二側面に対向する第二中間板部とを有し、
前記外板材は、前記中間板材の前記第一中間板部に対向する第一外板部と、前記中間板材の前記第二中間板部に対向する第二外板部とを有する、
蓄電装置。
前記エンド部材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向における両側のそれぞれに配置されており、
２つの前記エンド部材のうちの一方の前記外板材の前記第二外板部は、２つの前記エンド部材のうちの他方の前記外板材の前記第二外板部と連結される連結部を有する、
請求項５記載の蓄電装置。
複数の蓄電素子を有する蓄電素子ユニットと、
前記蓄電素子ユニットの第一方向の側方に配置される部分を有するエンド部材と、
前記蓄電素子ユニット及び前記エンド部材を収容する本体部を有する筐体と、を備え、
前記複数の蓄電素子は、長側面を前記第一方向に向けた姿勢で、第一方向に並んで配置されており、
前記エンド部材は、前記第一方向に重ねて配置された、内板材及び外板材を含み、前記内板材は、前記蓄電素子ユニットの前記第一方向側の側面である第一側面に当接し、かつ、前記蓄電素子ユニットと前記外板材との間に配置されており、
前記第一方向と交差し、かつ、前記長側面の長手方向である第二方向において、前記内板材の幅は、前記蓄電素子ユニットの前記第一側面の幅よりも小さく、
前記外板材の前記第二方向の幅は、前記内板材の前記第二方向の幅よりも大きく、
前記内板材は、金属製であり、
前記エンド部材は、前記第一方向において前記本体部と対向している、
蓄電装置。