JP2009272169A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電素子における電流分布のバラツキを抑制することができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子の間に配置されたスペーサと、隣り合う蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有する。スペーサは、複数の蓄電素子の配列方向に突出して蓄電素子と接触する複数の突起部を有している。蓄電素子のうち第１の領域よりも電流量が少なくなる第２の領域に対して突起部を介して作用する加圧力を、第１の領域に対して突起部を介して作用する加圧力よりも大きくしている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の蓄電素子が、スペーサを介して一方向に並んで配置された蓄電装置に関するものである。

組電池は、一般的に、複数の単電池を電気的に直列に接続することにより構成されている。この組電池は、例えば、車両に搭載され、車両の走行に用いられるエネルギ（電力）を出力したり、車両の制動時に発生するエネルギを蓄えたりする。

ここで、複数の単電池は、スペーサを挟んだ状態で一方向に並んで配置されており、電池モジュールを構成している（例えば、特許文献１−３参照）。スペーサは、隣り合う単電池の間に空間部を形成し、この空間部内で単電池を冷却するための空気を流動させるために用いられている。また、電池モジュールは、拘束機構によって拘束されており、電池モジュールを構成する単電池に対しては、拘束機構の拘束に伴う加圧力が作用している。
特開２００３−３１７８１２号公報 特開２００７−２００７７８号公報 特開２００６−４８９９６号公報

組電池を構成する単電池では、電流分布にバラツキが生じることがある。すなわち、単電池内において、電流の流れやすい部分と、電流の流れにくい部分とが発生することがある。このように、電流分布にバラツキが生じると、温度分布にバラツキが生じたり、劣化度合いにバラツキが生じたりする。

そこで、本発明は、隣り合う蓄電素子の間に配置されるスペーサを用いて、蓄電素子における電流分布のバラツキを抑制することができる蓄電装置を提供することにある。

本願第１の発明である蓄電装置は、一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子の間に配置されたスペーサと、隣り合う蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有する。スペーサは、複数の蓄電素子の配列方向に突出して蓄電素子と接触する複数の突起部を有している。そして、蓄電素子のうち第１の領域よりも電流量が少なくなる第２の領域に対して突起部を介して作用する加圧力を、第１の領域に対して突起部を介して作用する加圧力よりも大きくしている。ここで、蓄電素子のうち第１の領域よりも温度が高くなる第２の領域に対して突起部を介して作用する加圧力を、第１の領域に対して突起部を介して作用する加圧力よりも大きくすることもできる。

ここで、配列方向における突出量が互いに異なる突起部を設けたり、配列方向における突出量が互いに異なる領域を有する突起部を設けたりすることにより、第１及び第２の領域に対する加圧力を異ならせることができる。

本願第２の発明である蓄電装置は、一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、隣り合う蓄電素子の間に配置されたスペーサと、隣り合う蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有する。スペーサは、複数の蓄電素子の配列方向に突出して蓄電素子と接触する複数の突起部を有している。そして、蓄電素子のうち第１の領域よりも電流量が少なくなる第２の領域における突起部との接触面積を、第１の領域における突起部との接触面積よりも大きくしている。ここで、蓄電素子のうち第１の領域よりも温度が高くなる第２の領域における突起部との接触面積を、第１の領域における突起部との接触面積よりも大きくすることができる。

ここで、隣り合う突起部の間隔を互いに異ならせることにより、第１及び第２の領域における接触面積を異ならせることができる。また、突起部のうち、配列方向と直交する面内における断面積を互いに異ならせることができる。さらに、複数の突起部を、配列方向と直交する方向における長さが互いに異なる第１及び第２の突起部で構成することができる。

スペーサは、隣り合う突起部の間に形成された空間部を用いて、蓄電素子の温度調節に用いられる気体を流動させることができる。また、蓄電素子としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。

本願第１の発明によれば、第１及び第２の領域に対する加圧力を異ならせることにより、蓄電素子における電流分布のバラツキを抑制することができる。具体的には、電流が流れにくくなっている領域（第２の領域）に対して、より大きな加圧力を作用させることにより、電流を流れやすくすることができる。これにより、例えば、蓄電素子における温度分布のバラツキを抑制することができる。

本願第２の発明によれば、第１及び第２の領域に対する接触面積を異ならせることにより、蓄電素子における電流分布のバラツキを抑制することができる。具体的には、電流が流れにくくなっている領域（第２の領域）に対して、より大きな面積で加圧力を作用させることにより、電流を流れやすくすることができる。これにより、例えば、蓄電素子における温度分布のバラツキを抑制することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

まず、本発明の実施例１である電池パック（蓄電装置）の構成について、図１を用いて説明する。ここで、図１は、本実施例の電池パックの内部構成を示す斜視図である。本実施例の電池パックは、車両に搭載されている。なお、図１に示すＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、互いに直交する軸である。本実施例では、Ｚ軸が重力方向に相当する。

本実施例の電池パックが搭載される車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、電池パックの他に、車両の走行に用いられるエネルギを出力する、内燃機関や燃料電池といった他の動力源を備えた車である。また、電気自動車は、電池パックの出力だけを用いて走行する車である。本実施例の電池パックは、放電によって車両の走行に用いられるエネルギを出力したり、車両の制動時に発生するエネルギや、車両の外部からの電力供給を受けて充電を行ったりする。

本実施例の電池パックは、図１に示す電池ユニット１と、電池ユニット１を収納するパックケース（不図示）とを有している。電池ユニット１はパックケースに固定され、パックケースは車両本体に固定される。車両本体としては、例えば、フロアパネルがある。パックケースは、耐久性及び耐食性に優れた材料で形成することが好ましく、この材料として、具体的には、アルミ等の金属を用いることができる。なお、パックケースの外面には、電池パック（電池ユニット１）の放熱性を向上させるために、複数の放熱フィンを設けることができる。

また、本実施例の電池パックでは、パックケースの内部に気体を供給することにより、電池ユニット１の温度調節を行うようにしている。この気体としては、例えば、車両の室内に存在する空気、車両の外部に存在する空気、空気とは異なる成分の気体を用いることができる。ここで、電池ユニット１が充放電によって発熱している場合には、電池ユニット１に冷却用の気体を供給することにより、電池ユニット１を冷却することができる。また、電池ユニット１が外部環境の影響を受けて冷やされた場合には、電池ユニット１に加温用の気体を供給することにより、電池ユニット１を温めることができる。

次に、本実施例の電池ユニット１の構成について説明する。

電池ユニット１は、２つの電池モジュール１０で構成されている。各電池モジュール１０は、バスバーによって電気的に直列に接続された複数の単電池（蓄電素子、二次電池）１１で構成されており、これらの単電池１１はＹ方向に並んで配置されている。また、２つの電池モジュール１０は、バスバーによって電気的に直列に接続されている。なお、本実施例では、電池ユニット１を、２つの電池モジュール１０で構成しているが、これに限るものではない。すなわち、電池ユニット１を構成する電池モジュール１０の数は、適宜設定することができる。また、１つの電池モジュール１０を構成する単電池１１の数は、適宜設定することができる。ここで、電池ユニット１から得ようとする出力（電圧）に基づいて、電池モジュール１０の数や、単電池１１の数を設定すればよい。

各電池モジュール１０において、Ｙ方向で隣り合う２つの単電池１１の間には、スペーサ２０が配置されている。スペーサ２０は、隣り合う２つの単電池１１の間に、電池ユニット１の温度調節に用いられる気体を流動させる空間部を形成するために用いられる。スペーサ２０は、樹脂といった絶縁性の材料で形成することができる。

各電池モジュール１０には、この電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１を拘束した状態で保持するための保持機構（加圧機構）が設けられている。この保持機構は、電池モジュール１０の両端に配置された一対のエンドプレート３０と、一対のエンドプレート３０を連結するための連結部材（不図示）とを有している。

次に、単電池１１の構成について、図２を用いて説明する。ここで、図２は、単電池１１の構成を示す正面図である。

図２において、単電池１１は、発電要素１１ａと、発電要素１１ａを収容する電池ケース１１ｂとを有している。電池ケース１１ｂは、耐久性及び耐食性に優れた材料で形成することが好ましく、この材料として、具体的には、アルミ等の金属を用いることができる。また、電池ケース１１ｂの上面には、安全弁４０が設けられている。この安全弁４０は、電池ケース１１ｂの内部で発生したガスを、電池ケース１１ｂの外部に放出させるための弁である。このガスは、単電池１１を過充電等したときに発生することがある。安全弁４０としては、閉じ状態から開き状態に不可逆的に変化する弁（いわゆる、破壊型の弁）を用いたり、電池ケース１１ｂの内圧に応じて閉じ状態及び開き状態の間で切り換わる弁（いわゆる、復帰型の弁）を用いたりすることができる。

発電要素１１ａには、正極端子１１ｃ及び負極端子１１ｄが接続されており、これらの端子１１ｃ，１１ｄの一部は、電池ケース１１ｂの外部に突出している。各単電池１１における正極端子１１ｃ及び負極端子１１ｄは、バスバー（不図示）によって、他の単電池１１における正極端子１１ｃ及び負極端子１１ｄと電気的及び機械的に接続されている。

発電要素１１ａは、正極体、負極体及び電解質（セパレータ）で構成されており、充放電を行うための要素である。正極体、負極体及びセパレータの構成については、公知の構成を用いることができる。例えば、正極体、セパレータ及び負極体を、この順番で積層して積層体を構成し、この積層体を巻くことにより、発電要素１１ａを構成することができる。また、複数の正極体及び負極体を、セパレータを挟んだ状態で、交互に積層して積層体を構成し、この積層体を発電要素１１ａとすることもできる。

ここで、単電池１１として、ニッケル水素電池を用いた場合には、正極体に含まれる正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極体に含まれる負極層の活物質として、ＭｍＮｉ_{（５−ｘ−ｙ−ｚ）}Ａｌ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、電解質としては、セパレータとしての不織布に、電解液としての水酸化カリウムを含ませたものを用いることができる。

また、単電池１１として、リチウムイオン電池を用いた場合には、正極体に含まれる正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極体に含まれる負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。そして、電解質として、セパレータに公知の有機電解液を含ませたものを用いることができる。

なお、本実施例では、図１や図２に示すように、角型の単電池１１を用いた場合について説明するが、これに限るものではなく、円筒型といった他の形状の単電池を用いることもできる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。

次に、スペーサ２０の構成について、図３を用いて説明する。ここで、図３は、電池モジュール１０の一部をＸ方向から見たときの側面図である。

スペーサ２０は、Ｙ方向において隣り合う２つの単電池１１の間に配置されている。スペーサ２０は、平板状に形成されたベース部２１と、ベース部２１の表面から突出した複数の突起部２２とを有している。ここで、ベース部２１及び突起部２２は、一体的に形成されている。なお、ベース部２１及び突起部２２を別体として構成しておき、これらを互いに固定するようにしてもよい。

ベース部２１は、Ｙ方向で隣り合う２つの単電池１１のうち、一方の単電池１１と接触している。そして、Ｘ−Ｚ平面におけるベース部２１の大きさは、Ｘ−Ｚ平面における単電池１１の大きさと略等しくなっている。ここで、「略」という言葉は、構造上の誤差を含むことを意味するものであり、以下同様である。これにより、ベース部２１は、単電池１１の側面全体と接触するようになる。また、複数の突起部２２は、他方の単電池１１と接触するようになっている。

図３に示す各突起部２２は、Ｘ方向に延びており、Ｘ方向における突起部２２の長さは、Ｘ方向におけるベース部２１の長さと略等しくなっている。また、複数の突起部２２は、Ｚ方向において等間隔で配置されている。一方、Ｙ方向における突起部２２の長さ、言い換えれば、突起部２２の突出量は、互いに異なるように設定されている。

すなわち、図３に示す構成では、Ｚ方向の一端に位置する突起部２２が、最も大きい突出量を有しており、Ｚ方向の他端に位置する突起部２２が、最も小さい突出量を有している。そして、Ｚ方向の一端から他端に向かって、突起部２２の突出量が徐々に小さくなっている。

ここで、本実施例では、すべての突起部２２について、突起部２２の突出量を異ならせているが、これに限るものではない。すなわち、突出量が同じ突起部２２が含まれていてもよい。

なお、各突起部２２を、突出方向（Ｙ方向）と直交する面（Ｘ−Ｚ平面）で切断したときの断面積は、すべての突起部２２に関して略等しく設定されている。

Ｚ方向において隣り合う２つの突起部２２の間に形成されたスペースＳは、単電池１１の温度調節に用いられる気体が通過するスペースである。すなわち、スペースＳは、突起部２２に沿って、Ｘ方向に延びている。ここで、単電池１１の温度調節に用いられる気体は、各スペースＳの一端から進入して、スペースＳの他端から排出されることになる。

ここで、スペースＳ内に進入した気体は、突起部２２が接触する単電池１１と接触することにより、単電池１１との間で熱交換を行う。例えば、単電池１１が充放電によって発熱している場合には、単電池１１の温度よりも低い温度の空気をスペースＳ内に流すことにより、単電池１１を冷却することができる。また、単電池１１が冷えた状態にあるときには、単電池１１の温度よりも高い温度の空気をスペースＳ内に流すことにより、単電池１１を温めることができる。

本実施例では、単電池１１の温度調節に用いられる空気を、突起部２２が接触する単電池１１にのみ接触させるようにしているが、これに限るものではない。具体的には、スペーサ２０のベース部２１に開口部を形成しておき、ベース部２１と接触する単電池１１にも空気を接触させることができる。

一方、図３は、上述した保持機構によって、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１を拘束する前の状態を示している。すなわち、保持機構によって電池モジュール１０を拘束する場合には、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１に対して、矢印Ａで示す方向の圧力が作用する。ここで、保持機構による加圧力は、Ｘ−Ｚ平面内において、略均等となるように設定されている。これにより、各スペーサ２０における複数の突起部２２は、対応する単電池１１の側面に接触することになる。

本実施例では、上述したように、各スペーサ２０に設けられた複数の突起部２２の突出量を互いに異ならせている。このため、各突起部２２が単電池１１に対して与える圧力（接触圧）は、互いに異なることになる。具体的には、最も突出量の大きい突起部２２は、単電池１１に対して最も高い圧力を与えることになる。また、最も突出量の小さい突起部２２は、単電池１１に対して最も低い圧力を与えることになる。

ここで、単電池１１では、電流分布にバラツキが発生した場合には、温度分布にバラツキが生じたり、劣化度合いにバラツキが生じたりしてしまう。例えば、単電池１１の発電要素１１ａにおいて、電流が流れにくい部分では、電流が流れやすい部分よりも温度が高くなってしまう。

そこで、本実施例では、スペーサ２０を用いて、単電池１１に対する加圧力を部分的に異ならせることにより、単電池１１内での電流分布のバラツキを抑制するようにしている。具体的には、単電池１１のうち、電流が流れにくくなる部分には、電流が流れやすい部分よりも、突起部２２による加圧力を大きくする。

電流が流れにくくなる要因としては、発電要素１１ａが部分的に変形したり、活物質や電解質が部分的に分解したりしてしまうことが考えられる。そこで、電流が流れにくくなる部分に対して、突起部２２による加圧力を増加させることにより、電流を流しやすくすることができる。これにより、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができ、単電池１１における温度分布のバラツキや、劣化度合いのバラツキを抑制することができる。

図３に示す構成は、単電池１１のうち最も上部の個所において、他の個所によりも電流が流れにくくなっている場合に適用される構成である。そして、図３に示す構成を用いることにより、突起部２２と接触する単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができる。なお、ここでの電流分布は、Ｘ−Ｚ平面内における電流分布を意味している。

本実施例では、複数の突起部２２のうち、Ｚ方向における一端に位置する突起部２２の突出量を最も大きくし、単電池１１の接触部分に対して最も大きな圧力を付与しているが、これに限るものではない。すなわち、上述したように、単電池１１の電流分布に応じた加圧力を発生させるように、各突起部２２の突出量を設定すればよい。ここで、単電池１１の電流分布又は、電流分布に対応した特性を示す温度分布は、予め実験によって測定しておくことができる。このときの電流分布（又は温度分布）は、単電池１１のすべての領域に対して均等な外圧が加わった状態における分布である。そして、電流分布（又は温度分布）の測定結果に基づいて、突起部２２の突出量を設定することができる。

なお、本実施例では、各突起部２２におけるＸ−Ｚ平面内の断面積が、すべての突起部２２に関して、略等しくなっているが、この断面積を異ならせることもできる。また、複数の突起部２２が略同一の突出量で、等間隔に配置された構成において、突起部２２の断面積だけを異ならせることもできる。

突起部２２の断面積を異ならせる場合には、単電池１１のうち、電流が流れにくい部分と接触する突起部２２の断面積を、電流が流れやすい部分と接触する突起部２２の断面積よりも大きくすればよい。ここで、すべての突起部２２について、断面積を異ならせることもできるし、断面積が同じ突起部２２が含まれていてもよい。

突起部２２の断面積を大きくすればするほど、単電池１１における突起部２２との接触面積は大きくなる。すなわち、より多くの領域に対して、突起部２２による加圧力を作用させることができる。これにより、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができる。

次に、本発明の実施例２について、図４を用いて説明する。ここで、図４は、本実施例における電池モジュール１０の一部の構成を示す上面図である。また、図４は、保持機構によって、電池モジュール１０を構成する複数の単電池１１を拘束する前の状態を示している。

なお、実施例１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用いている。他の実施例についても同様である。また、本実施例を含む以下の実施例では、実施例１に対して、スペーサ２０の構成を変更したものであり、実施例１と異なる点について説明する。

本実施例では、１つの突起部２２において、Ｘ方向における位置に応じて突出量を異ならせている。言い換えれば、突起部２２の先端面を傾斜面としており、１つの突起部２２に関して、突出量を連続的に変化させている。そして、図４に示す突起部２２は、Ｚ方向において複数設けられている。ここで、Ｚ方向で隣り合う突起部２２の間隔は、略等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。

本実施例では、各突起部２２のうち、最も突出量の大きい部分が、単電池１１に対して最も高い加圧力を与えることになる。また、各突起部２２のうち、最も突出量の小さい部分が、単電池１１に対して最も低い加圧力を与えることになる。

本実施例では、実施例１と同様に、突起部２２の突出量を異ならせているため、実施例１と同様の効果を得ることができる。ここで、実施例１では、単電池１１のうち、Ｚ方向における電流分布のバラツキを抑制しているが、本実施例では、Ｘ方向における電流分布のバラツキを抑制している。

ここで、本実施例の構成と、実施例１で説明した構成とを組み合わせることもできる。これにより、Ｘ方向及びＺ方向における電流分布のバラツキを抑制することができる。

本実施例では、突起部２２の先端面を、連続的に変化する傾斜面としているが、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、突起部２２の先端面を、階段状に形成して、突出量を段階的に変化させることもできる。図５に示す構成においても、本実施例と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施例３について、図６を用いて説明する。ここで、図６は、電池モジュール１０の一部をＸ方向から見たときの側面図である。

本実施例において、各スペーサ２０は、複数の突起部２２を有している。ここで、突起部２２の突出量は、すべての突起部２２に関して略等しくなっている。また、図６に示す各突起部２２は、Ｘ方向に延びており、Ｘ方向における突起部２２の長さは、Ｘ方向におけるベース部２１の長さと略等しくなっている。さらに、Ｘ−Ｚ平面内における各突起部２２の断面積は、すべての突起部２２に関して略等しくなっている。

本実施例では、Ｚ方向で隣り合う２つの突起部２２の間隔を異ならせている。図６に示す構成では、各スペーサ２０における複数の突起部２２のうち、Ｚ方向における一端に位置する突起部２２の間隔が最も狭くなっている。また、Ｚ方向における他端に位置する突起部２２の間隔が最も広くなっている。そして、Ｚ方向における一端から他端に向かって、突起部２２の間隔が徐々に広くなっている。

本実施例のように、突起部２２の間隔を異ならせることにより、単電池１１の位置に応じて、突起部２２との接触領域を異ならせることができる。言い換えれば、単電池１１の側面（Ｘ−Ｚ平面）において、単位面積当たりに占める突起部２２との接触面積を異ならせることになる。例えば、単電池１１のうち、間隔が狭い側の突起部２２と接触する部分は、間隔が広い側の突起部２２と接触する部分よりも、突起部２２との接触面積が大きくなる。

これにより、間隔が狭い側の突起部２２と接触する部分は、より多くの突起部２２からの加圧力を受けることになる。ここで、突起部２２の突出量は、すべての突起部２２に関して略等しいため、各突起部２２から受ける加圧力は、略等しくなっている。一方、単位面積当たりに占める突起部２２との接触面積を異ならせることにより、突起部２２の加圧力が作用する面積を異ならせることができる。

本実施例の構成によっても、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができる。すなわち、実施例１で説明したように、突起部２２の断面積を異ならせる場合と同様の作用が得られる。具体的には、単電池１１のうち、電流が流れにくい部分に対して、より多くの突起部２２を接触させて、突起部２２による加圧力をより多く作用させるようにすれば、電流が流れにくくなるのを抑制することができる。これにより、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができ、温度分布のバラツキや、劣化度合いのバラツキを抑制することができる。

ここで、突起部２２を設ける位置は、実施例１で説明した方法と同様に、単電池１１における電流分布又は温度分布に基づいて設定することができる。

次に、本実施例の変形例について、図７を用いて説明する。ここで、図７は、本変形例のスペーサ２０を単電池１１の側から見たときの正面図である。

図７に示す構成において、スペーサ２０のベース部２１には、複数の突起部２２が形成されている。各突起部２２は、円柱状に形成されており、Ｙ方向に延びている。また、突起部２２の突出量は、すべての突起部２２において、略等しくなっている。

ここで、突起部２２におけるＸ−Ｚ平面の断面形状は、円形状となっているが、これに限るものではない。すなわち、突起部２２の断面形状は、適宜設定することができる。例えば、突起部２２の断面形状を、三角形、四角形といった多角形に形成したり、楕円形状に形成したりすることができる。

本変形例では、図７に示すように、Ｘ−Ｚ平面内の位置に応じて、突起部２２の密度を異ならせている。突起部２２の密度とは、Ｘ−Ｚ平面内において、単位面積当たりの突起部２２の面積である。言い換えれば、本実施例と同様に、隣り合う２つの突起部２２の間隔を異ならせている。

このように構成しても、本実施例と同様の効果を得ることができる。すなわち、突起部２２の密度が高い側の領域では、突起部２２の密度が低い側の領域よりも、単電池１１に対してより多くの加圧力を与えることができる。これにより、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができる。

なお、本実施例及び変形例に示す構成において、突起部２２の突出量を互いに異ならせることもできるし、突起部２２におけるＸ−Ｚ平面内の断面積を互いに異ならせることもできる。

次に、本発明の実施例４について、図８を用いて説明する。ここで、図８は、本実施例のスペーサ２０を単電池１１の側から見たときの正面図である。

本実施例において、スペーサ２０のベース部２１には、複数の第１の突起部２２ａと、複数の第２の突起部２２ｂとが形成されている。第１及び第２の突起部２２ａ，２２ｂの突出量は、略等しくなっている。また、第１の突起部２２ａにおけるＸ−Ｚ平面内の断面形状は、すべての第１の突起部２２ａに関して、略等しくなっている。同様に、第２の突起部２２ｂにおけるＸ−Ｚ平面内の断面形状は、すべての第２の突起部２２ｂに関して、略等しくなっている。

第１の突起部２２ａは、ベース部２１のうち、Ｘ方向における一端から他端まで延びている。すなわち、Ｘ方向における第１の突起部２２ａの長さは、Ｘ方向におけるベース部２１の長さと略等しくなっている。

第２の突起部２２ｂは、ベース部２１のうち、Ｘ方向における一端から中央の位置まで延びている。すなわち、Ｘ方向における第２の突起部２２ｂの長さは、Ｘ方向における第１の突起部２２ａの長さよりも短くなっている。そして、第２の突起部２２ｂは、Ｚ方向において隣り合う第１の突起部２２ａの間に設けられている。

本実施例では、第１の突起部２２ａに加えて、第２の突起部２２ｂを設けることにより、Ｘ−Ｚ平面内における突起部（第１及び第２の突起部２２ａ，２２ｂを含む）の密度を異ならせている。具体的には、図８の左側に位置する領域Ｂ１における突起部の密度は、図８の右側に位置する領域Ｂ２における突起部の密度よりも高くなっている。

ここで、領域Ｂ１及び領域Ｂ２の面積は、適宜設定することができる。また、突起部の密度も適宜設定することができる。具体的には、単電池１１における電流分布のバラツキに基づいて、突起部の密度を設定すればよい。すなわち、本実施例においても、実施例１で説明した場合と同様の方法により、突起部２２ａ，２２ｂを設ける位置を適宜設定することができる。

本実施例によれば、実施例３と同様の効果を得ることができる。すなわち、単電池１１における電流分布のバラツキを抑制することができ、温度分布のバラツキや劣化度合いのバラツキを抑制することができる。

なお、本実施例に示す構成において、突起部２２ａ，２２ｂの突出量を互いに異ならせたり、複数の第１の突起部２２ａの突出量を互いに異ならせたり、複数の第２の突起部２２ｂの突出量を互いに異ならせたりすることができる。また、複数の第１の突起部２２ａにおけるＸ−Ｚ平面内の断面積を互いに異ならせたり、複数の第２の突起部２２ｂにおけるＸ−Ｚ平面内の断面積を互いに異ならせたりすることができる。さらに、突起部２２ａ，２２ｂの間隔を異ならせたりすることができる。

ここで、特許文献１に記載の電池では、同文献の図４，５，９，１１に示すように、スペーサに設けられる複数の突起部の形状を互いに異ならせているが、これは、単電池に供給される空気の量を異ならせるためである。同様に、特許文献２に記載の電池では、単電池に供給される空気の流れを異ならせるために、スペーサに設けられる複数の突起部の形状を互いに異ならせている。

このように、特許文献１，２に記載の電池では、冷却用の空気の状態を調節することによって、単電池内における温度のバラツキを抑制するようにしている。

一方、本発明では、各実施例１〜４で説明したように、複数の突起部を用いて単電池に外力を与えることにより、単電池内での電流分布のバラツキを抑制するようにしている。そして、電流分布のバラツキを抑制することにより、単電池内における温度分布のバラツキや、劣化度合いのバラツキを抑制するようにしている。このように、本発明は、特許文献１，２とは異なる課題に着目したものであり、特許文献１，２とは技術的思想が異なるものである。

電池ユニットの構成を示す外観斜視図である。 単電池の構成を示す正面図である。 本発明の実施例１における電池モジュールの一部を示す側面図であり、スペーサの構成を説明するための図である。 本発明の実施例２における電池モジュールの一部を示す上面図であり、スペーサの構成を説明するための図である。 実施例２の変形例における電池モジュールの一部を示す上面図であり、スペーサの構成を説明するための図である。 本発明の実施例３における電池モジュールの一部を示す側面図であり、スペーサの構成を説明するための図である。 実施例３の変形例におけるスペーサの構成を示す正面図である。 本発明の実施例４におけるスペーサの構成を示す正面図である。

符号の説明

１０：電池モジュール
１１：単電池（蓄電素子）
２０：スペーサ
２１：ベース部
２２：突起部
３０：エンドプレート（加圧機構の一部）

Claims (11)

1. 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
   隣り合う前記蓄電素子の間に配置されたスペーサと、
   隣り合う前記蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有し、
   前記スペーサは、前記複数の蓄電素子の配列方向に突出して前記蓄電素子と接触する複数の突起部を有しており、
   前記蓄電素子のうち第１の領域よりも電流量が少なくなる第２の領域に対して前記突起部を介して作用する加圧力が、前記第１の領域に対して前記突起部を介して作用する加圧力よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
2. 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
   隣り合う前記蓄電素子の間に配置されたスペーサと、
   隣り合う前記蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有し、
   前記スペーサは、前記複数の蓄電素子の配列方向に突出して前記蓄電素子と接触する複数の突起部を有しており、
   前記蓄電素子のうち第１の領域よりも温度が高くなる第２の領域に対して前記突起部を介して作用する加圧力が、前記第１の領域に対して前記突起部を介して作用する加圧力よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
3. 前記複数の突起部は、前記配列方向における突出量が互いに異なる突起部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記突起部は、前記配列方向における突出量が互いに異なる領域を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の蓄電装置。
5. 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
   隣り合う前記蓄電素子の間に配置されたスペーサと、
   隣り合う前記蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有し、
   前記スペーサは、前記複数の蓄電素子の配列方向に突出して前記蓄電素子と接触する複数の突起部を有しており、
   前記蓄電素子のうち第１の領域よりも電流量が少なくなる第２の領域における前記突起部との接触面積が、前記第１の領域における前記突起部との接触面積よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
6. 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子と、
   隣り合う前記蓄電素子の間に配置されたスペーサと、
   隣り合う前記蓄電素子が互いに近づく方向に加圧力を付与する加圧機構と、を有し、
   前記スペーサは、前記複数の蓄電素子の配列方向に突出して前記蓄電素子と接触する複数の突起部を有しており、
   前記蓄電素子のうち第１の領域よりも温度が高くなる第２の領域における前記突起部との接触面積が、前記第１の領域における前記突起部との接触面積よりも大きいことを特徴とする蓄電装置。
7. 前記複数の突起部は、隣り合う突起部の間隔が互いに異なる突起部を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の蓄電装置。
8. 前記複数の突起部は、前記配列方向と直交する面内における断面積が互いに異なる突起部を含むことを特徴とする請求項５から７のいずれか１つに記載の蓄電装置。
9. 前記複数の突起部は、前記配列方向と直交する方向における長さが互いに異なる第１及び第２の突起部を含むことを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の蓄電装置。
10. 前記スペーサは、隣り合う前記突起部の間に形成された空間部を用いて、前記蓄電素子の温度調節に用いられる気体を流動させることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の蓄電装置。
11. 前記蓄電素子が二次電池であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の蓄電装置。
    

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