JP2011096407A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の蓄電素子（いわゆる角型の蓄電素子）が一方向に並んで配置された状態において、任意の蓄電素子だけを容易に取り出すことができる蓄電装置を提供する。
【解決手段】 第１の蓄電素子（１０１）は、複数の蓄電素子の配列方向と直交する外装面（１０１ａ）において、配列方向に突出した突起部（１３）を有している。第２の蓄電素子（１０２）は、配列方向と直交する外装面（１０２ａ）において、突起部が挿入される溝部（１５）を有している。溝部は、配列方向と直交する面内において、突起部を所定経路に沿って移動させ、突起部との接触により、配列方向を回転軸として、第１および第２の蓄電素子を相対的に回転させる。溝部の一端（１５ａ）は、配列方向から見たときに、第２の蓄電素子の外縁部（１０２ｂ）と連なり、溝部に対する突起部の抜けを許容する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、複数の蓄電素子を一方向に並べて配置することによって構成される蓄電装置に関するものである。

特許文献１には、複数の円筒型電池で構成された電池モジュールにおいて、一部の円筒型電池だけを交換できる構成が開示されている。具体的には、円筒型電池の端部を保持する保持枠を、複数の部材（枠部）で構成しておき、複数の枠部を分解させることにより、任意の円筒型電池だけを取り外すことができるようにしている。

一方、特許文献２，３には、単電池（角型電池）の外面に突起部を設けておき、突起部を利用して単電池の位置決め等を行う構造が開示されている。

特開２００７−００５２８８号公報（段落００７８、図６等） 特開２００７−０８０６３６号公報（段落００７５、図２，３，５等） 特開２００６−１２８１２２号公報（段落００８８、図１２，１３） 特開２００５−１５８５６５号公報

特許文献１に記載の電池モジュールでは、円筒型電池を用いた構成であり、円筒型電池とは異なる、いわゆる角型電池を用いた構成については、何ら開示していない。一般的に、角型電池を用いて電池モジュールを構成する場合には、複数の角型電池を一方向に並べて配置しており、特許文献１に記載の保持枠は不要となる。

一方、特許文献２，３に記載された構成のように、単電池の外面に突起部を設けてしまうと、複数の単電池を一方向に並んで配置させたままの状態で、任意の単電池だけを取り外すことはできなくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、複数の蓄電素子（いわゆる角型の蓄電素子）が一方向に並んで配置された状態において、任意の蓄電素子だけを容易に取り出すことができる蓄電装置を提供することにある。

本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を有し、複数の蓄電素子は、第１および第２の蓄電素子を含んでいる。第１の蓄電素子は、複数の蓄電素子の配列方向と直交する外装面において、配列方向に突出した突起部を有している。第２の蓄電素子は、配列方向と直交する外装面において、突起部が挿入される溝部を有している。溝部は、配列方向と直交する面内において、突起部を所定経路に沿って移動させ、突起部との接触により、配列方向を回転軸として、第１および第２の蓄電素子を相対的に回転させる。また、溝部の一端は、配列方向から見たときに、第２の蓄電素子の外縁部と連なり、溝部に対する突起部の抜けを許容する。

ここで、蓄電素子の回転軌跡に沿うように溝部を形成することができる。これにより、第１および第２の蓄電素子を相対的に回転させるだけで、突起部を溝部から外すことができる。

第１および第２の蓄電素子のうち、一方の蓄電素子に対して、回転軸方向に延びる軸部を設け、他方の蓄電素子に対して、軸部における一部の外周面と接触し、軸部を回転可能に支持する軸受け部を設けることができる。これにより、第１および第２の蓄電素子を相対的に回転させやすくすることができる。

突起部を、第１の蓄電素子における外装面に接続された基端部と、基端部の幅よりも大きい幅を有する先端部とで構成することができる。この場合において、溝部は、突起部の形状に沿った形状に形成すればよい。ここで、溝部の一端側から他端側に向かって突起部を移動させる際に、突起部の先端部を、溝部が設けられた外装面（配列方向と直交する面）から離れる方向に移動させることができる。このように突起部を移動させれば、突起部が設けられた外装面（第１の蓄電素子）を、溝部が設けられた外装面（第２の蓄電素子）に密接させることができ、第１および第２の蓄電素子を配列方向において拘束することができる。

第１および第２の蓄電素子に対して、配列方向と直交する方向に突出したフランジ部を設け、フランジ部を介して第１および第２の蓄電素子を支持することができる。具体的には、各フランジ部が挿入される凹状の支持部を、配列方向において複数有する支持部材を用いることができる。配列方向において隣り合う２つの支持部は、第１および第２の蓄電素子におけるフランジ部が挿入された状態において、第１および第２の蓄電素子を互いに密接させる方向に変位させる。これにより、支持部材を用いて、第１および第２の蓄電素子を配列方向において拘束することができる。

支持部材は、配列方向と直交する面内において、各蓄電素子を挟む位置に配置することが好ましい。これにより、支持部材を用いて、第１および第２の蓄電素子を効率良く拘束することができる。

本発明の蓄電装置は、車両に搭載することができ、蓄電装置の出力エネルギを、車両を走行させるためのエネルギとして用いることができる。また、車両の制動時に生成された回生エネルギを蓄電装置に蓄えておくことができる。

本発明によれば、蓄電素子の配列方向と直交する面内において、第１および第２の蓄電素子を相対的に回転させるだけで、複数の蓄電素子が一方向に並んで配置されたままの状態において、任意の蓄電素子だけを容易に取り出すことができる。また、突起部を溝部に挿入させることにより、一方向に並んで配置された複数の蓄電素子が互いにずれた状態で倒れてしまうのを防止することができる。

ここで、蓄電素子を取り出す動作と逆の動作を行えば、蓄電素子を取り出したスペースに、他の蓄電素子を組み込むこともでき、蓄電素子を交換することができる。

本発明の実施例１である電池パックの外観図である。 実施例１において、電池ユニットの構成を示す分解図である。 実施例１において、電池モジュールの外観図である。 実施例１において、車両における電池パックの搭載構造を示す図である。 実施例１における第１電池ユニットの外観図である。 実施例１における第１電池ユニットの上面図である。 実施例１における第２電池ユニットの外観図である。 実施例１における第２電池ユニットの上面図である。 実施例１において、第１電池ユニットを取り外すときの動作を説明する図である。 実施例１において、第２電池ユニットを取り外すときの動作を説明する図である。 比較例の電池パックにおいて、外力を受けたときの複数の電池ユニットの状態を示す図である。 実施例１の変形例における第１電池ユニットの正面図である。 実施例１の変形例における第２電池ユニットの正面図である。 実施例１の他の変形例における第１電池ユニットおよび第２電池ユニットの外観図である。 本発明の実施例２において、ピンおよびガイド溝部の構成を示す斜視図である。 図１３のＸ１−Ｘ１断面図である。 本発明の実施例３における電池パックの一部の構成を示す外観図である。 実施例３において、電池パックの一部の構成を示す拡大図である。 実施例３の変形例における電池パックの構成を示す外観図である。

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施例１である電池パックについて、図１を用いて説明する。図１は、電池パックの構造を示す外観図である。図１において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに直交する軸である。なお、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の関係は、他の図面においても同様である。

電池パック１は、複数の電池ユニット（蓄電素子）１０を有しており、複数の電池ユニット１０は、一方向（Ｘ方向）に並んで配置されている。電池ユニット１０は、図２に示すように、２つの電池モジュール１１と、２つの電池モジュール１１を収容するモジュールケース１２とを有している。

モジュールケース１２は、２つの分割ケース１２ａ，１２ｂで構成されており、複数の開口部１２ｃを有している。分割ケース１２ａ，１２ｂは、２つの電池モジュール１１を挟んだ状態で支持している。複数の開口部１２ｃは、後述するように、電池モジュール１１の外面に対して温度調節用の空気を導くために設けられている。

各電池モジュール１１は、４つの単電池２０で構成されており、同一面（Ｘ−Ｚ平面）内に、正極端子１１ａおよび負極端子１１ｂが配置されている。電池モジュール１１を構成する４つの単電池２０は、電気的に直列に接続されており、図３の点線で示す電流経路が形成されている。点線の矢印の向きは、電流の流れる方向を示している。

単電池２０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。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることができる。本実施例では、円筒型の単電池２０を用いており、単電池２０の長手方向における両端部には、正極端子および負極端子がそれぞれ設けられている。

モジュールケース１２内に収容される２つの電池モジュール１１は、図１に示すバスバーモジュール３０によって、電気的に直列に接続される。また、電池ユニット１０内の電池モジュール１１は、バスバーモジュール３０を介して、他の電池ユニット１０内における電池モジュール１１と、電気的に直列に接続されている。

バスバーモジュール３０は、複数の電池モジュール１１を電気的に直列に接続するための複数のバスバーを有している。バスバーモジュール３０の各バスバーは、ボルト３１を用いて、電池モジュール１１の正極端子１１ａや負極端子１１ｂに固定される。

複数の電池ユニット１０は、複数のバンド４０によって拘束される。複数のバンド４０は、Ｙ方向から見たときに、複数の電池ユニット１０を囲むように配置され、ボルト４１によって固定される。

電池パック１の一側面には、機器類５０が配置されている。機器類５０には、以下に説明する機器が含まれる。電池監視ユニット５１に含まれる電流センサは、電池パック１に流れる電流を検出するために用いられる。電池監視ユニット５１に含まれる電圧センサは、電池パック１内の電圧（例えば、各電池ユニット１０の電圧）を検出するために用いられる。システムメインリレー５２は、オンおよびオフの間で切り替わることにより、電池パック１と外部機器との接続を許容したり、禁止したりする。外部機器としては、例えば、電池パック１の出力電圧を昇圧するための昇圧回路がある。サービスプラグ５３は、電池パック１内の電流経路を遮断するために用いられる。機器類５０は、ベース部材に固定されており、ベース部材には、バンド４０の一端が固定されている。

なお、本実施例では、円筒型の単電池２０を用いているが、角型の単電池を用いることもできる。例えば、角型の単電池を複数用いて電池モジュール（蓄電素子）を構成し、電池モジュールを一方向に並べて配置することにより、電池パックを構成することができる。また、角型の単電池（蓄電素子）を一方向に並べて配置することにより、電池パックを構成してもよい。

また、本実施例では、すべての単電池２０を電気的に直列に接続しているが、電気的に並列に接続された複数の単電池２０が含まれていてもよい。

電池パック１は、図４に示すように、シート２００の下方に形成されたスペースＳに配置することができる。図４に示す構成では、後部シート２００の下方に電池パック１を配置しているが、他のシートの下方に配置することもできる。図４において、ＦＲは、車両の前進方向であり、Ｙ方向に相当する。ＵＰは、車両の上方向であり、Ｚ方向に相当する。ＲＨは、車両の前進方向ＦＲを向いたときの右側の方向を示し、ＬＨは、車両の前進方向ＦＲを向いたときの左側の方向を示している。

シート２００は、車両ボディ３００に取り付けられており、シートバック２０１およびシートクッション２０２を有している。シートバック２０１およびシートクッション２０２は、相対的に回転可能となっており、図４に示す状態では、シートクッション２０２がシートバック２０１に近づく方向に回転した状態を示している。図４に示すようにシートクッション２０２を回転させることにより、電池パック１を車両ボディ３００に搭載したままの状態で、電池パック１を外部に露出させることができる。

電池パック１には、吸気ダクト３０１および排気ダクト３０２が接続されている。吸気ダクト３０１は、電池パック１に対して温度調節用の空気を供給するために用いられる。排気ダクト３０２は、電池パック１で熱交換された後の空気を車外に排出するために用いられる。空気の流れは、吸気ダクト３０１又は排気ダクト３０２に接続されたファンを用いて、作り出すことができる。これにより、電池パック１の温度を調節することができ、単電池２０の劣化を抑制することができる。

本実施例の電池パック１では、２種類の電池ユニット１０を用いている。図５Ａは、一方の電池ユニット（第１電池ユニットという）の外観を示す概略図であり、図５Ｂは、第１電池ユニットの上面図である。図６Ａは、他方の電池ユニット（第２電池ユニットという）の外観を示す概略図であり、図６Ｂは、第２電池ユニットの上面図である。

図５Ａに示すように、第１電池ユニット１０１の側面（外装面）１０１ａには、側面１０１ａから突出したピン（突起部）１３が設けられている。本実施例では、第１電池ユニット１０１の外面が、図２に示すモジュールケース１２によって構成されている。

第１電池ユニット１０１は、Ｙ−Ｚ平面（言い換えれば、電池ユニット１０の配列方向と直交する面）を構成する２つの側面１０１ａを有しており、各側面１０１ａにピン１３が設けられている。各ピン１３は、電池ユニット１０の配列方向（Ｘ方向）に延びている。また、第１電池ユニット１０１に設けられた２つのピン１３は、Ｘ方向から見たときに、互いに重なるように配置されている。

また、第１電池ユニット１０１の一端面（Ｘ−Ｚ平面を構成する）１０１ｂであって、第１電池ユニット１０１の角部に相当する位置には、軸部１４が設けられている。軸部１４は、第１電池ユニット１０１の側面１０１ａに対してＸ方向に突出している。

一方、図６Ａに示すように、第２電池ユニット１０２の側面（外装面）１０２ａには、所定の曲線に沿って形成されたガイド溝部１５が形成されている。ガイド溝部１５の一端１５ａは、第２電池ユニット１０２の一端面（Ｘ−Ｚ平面を構成する）１０２ｂまで延びており、端面１０２ｂと連なっている。そして、ガイド溝部１５の一端１５ａは、第２電池ユニット１０２の外側に向かって開いている。

第２電池ユニット１０２は、Ｙ−Ｚ平面（言い換えれば、電池ユニット１０の配列方向と直交する面）を構成する２つの側面１０２ａを有しており、各側面１０２ａにガイド溝部１５が形成されている。第２電池ユニット１０２に設けられた２つのガイド溝部１５は、Ｘ方向から見たときに、互いに重なるように配置されている。

ガイド溝部１５には、第１電池ユニット１０１のピン１３が挿入される。ガイド溝部１５の幅は、ピン１３の径に対応した長さに設定されている。すなわち、ガイド溝部１５およびピン１３の間には、後述するように、ガイド溝部１５に沿ってピン１３が移動できる程度の隙間が形成されている。

また、第２電池ユニット１０２の一端面１０２ｂであって、第２電池ユニット１０２の角部に相当する位置には、軸受け部１６が設けられている。第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２をＸ方向で並べて配置したときに、軸受け部１６は、第１電池ユニット１０１の軸部１４を支持する。軸受け部１６は、軸部１４の一部の外周面に沿った形状に形成されており、軸部１４を回転可能に支持する。第２電池ユニット１０２の軸受け部１６は、第２電池ユニット１０２を挟む２つの第１電池ユニット１０１における軸部１４を支持する。

第１電池ユニット１０１の軸部１４を第２電池ユニット１０２の軸受け部１６と係合させた状態で、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２をＸ方向に並べて配置すると、第１電池ユニット１０１のピン１３が、第２電池ユニット１０２のガイド溝部１５と係合する。このとき、ピン１３は、ガイド溝部１５の他端１５ｂの側に位置している。

図７に示すように、軸部１４を中心として、第１電池ユニット１０１だけを矢印Ｒ１の方向に回転させると、ピン１３がガイド溝部１５に沿って移動する。言い換えれば、ガイド溝部１５は、第１電池ユニット１０１の回転に伴うピン１３の移動軌跡に沿って形成されている。

第１電池ユニット１０１を矢印Ｒ１の方向に回転させていくと、ピン１３がガイド溝部１５の一端１５ａから外れる。そして、第１電池ユニット１０１を矢印Ｒ２の方向にスライドさせれば、第２電池ユニット１０２に対して第１電池ユニット１０１を取り外すことができる。すなわち、複数の電池ユニット１０１，１０２が並んで配置されたままの状態において、任意の第１電池ユニット１０１だけを取り外すことができる。

上述した説明では、第２電池ユニット１０２に対して第１電池ユニット１０１を回転させているが、第２電池ユニット１０２および第１電池ユニット１０１を、軸部１４を中心として相対的に回転させれば、ピン１３をガイド溝部１５から外すことができる。なお、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２を相対的に回転させる前に、図１に示すバンド４０を取り外しておく必要がある。

また、第１電池ユニット１０１の側面１０１ａにおいて、ピン１３を設ける位置は、ピン１３がガイド溝部１５から外れるまでの第１電池ユニット１０１の回転量（回転角）に基づいて、適宜設定することができる。ここで、ピン１３を設ける位置が第１電池ユニット１０１の外縁（側面１０１ａの外縁）に近づくほど、ピン１３がガイド溝部１５から外れるまでの第１電池ユニット１０１の回転量を小さくすることができる。すなわち、第１電池ユニット１０１を取り外しやすくなる。

一方、ピン１３をガイド溝部１５から外した状態であれば、第２電池ユニット１０２を取り外すこともできる。

具体的には、図８に示すように、まず、Ｘ方向に並んで配置された電池ユニット１０１，１０２のすべてを、軸部１４を中心として矢印Ｒ３の方向に回転させて、図８の点線で示す位置で停止させる。次に、取り外しの対象となる第２電池ユニット１０２だけを矢印Ｒ４の方向に回転させて、図８の一点鎖線で示す位置まで移動させる。これにより、第２電池ユニット１０２のガイド溝部１５が、ピン１３に沿って移動し、ピン１３がガイド溝部１５から外れる。

ピン１３がガイド溝部１５から外れた状態において、第２電池ユニット１０２を矢印Ｒ５の方向にスライドさせれば、複数の電池ユニット１０１，１０２が並んで配置されたままの状態において、第２電池ユニット１０２だけを取り外すことができる。

上述したように任意の電池ユニット１０１，１０２だけを取り外すことにより、各電池ユニット１０１，１０２の交換を行うことができる。例えば、特定の電池ユニット１０１，１０２だけが他の電池ユニット１０１，１０２よりも劣化している場合や、特定の電池ユニット１０１，１０２が外力を受けて破損した場合には、特定の電池ユニット１０１，１０２だけを新しい電池ユニット１０１，１０２に交換することができる。このため、いずれかの電池ユニット１０１，１０２が劣化したときに、電池パック１自体を交換する場合に比べて、コストを低減することができる。

また、電池パック１を車両ボディ３００に搭載したままの状態で、電池ユニット１０１，１０２を取り外すことができる。具体的には、図４に示すように、シートクッション２０２をシートバック２０１に近づく方向に回転させた状態において、任意の電池ユニット１０１，１０２を取り外すことができる。

ここで、ピン１３およびガイド溝部１５を備えていない複数の電池ユニット１０を、一方向に単に並べて、バンド４０で拘束しただけでは、外力を受けた際に、複数の電池ユニット１０が図９に示すように互いにずれた状態で倒れてしまうおそれがある。

一方、本実施例では、第１電池ユニット１０１のピン１３が第２電池ユニット１０２のガイド溝部１５と係合することにより、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２が図９に示すようにずれてしまうのを阻止することができる。

また、本実施例では、電池ユニット１０１の回転に伴うピン１３の移動軌跡に沿ってガイド溝部１５を形成しているため、電池ユニット１０１の回転を阻止する位置にバンド４０を設けて、複数の電池ユニット１０１，１０２を拘束するだけで、複数の電池ユニット１０１，１０２を三次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）において位置決めすることができる。具体的には、図５Ａに示す第１電池ユニット１０１において、軸部１４が設けられた角部から最も離れた角部（図５Ａに示す第１電池ユニット１０１の右上の角部）に対して、バンドを配置することができる。

なお、本実施例では、第１電池ユニット１０１の両側面１０１ａにピン１３を設けているが、一方の側面１０１ａにピン１３を設けるだけでもよい。また、第２電池ユニット１０２の両側面１０２ａにガイド溝部１５を設けているが、一方の側面１０２ａにガイド溝部１５を設けるだけでもよい。この場合において、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２のうち、Ｘ方向において互いに向かい合う側面１０１ａ，１０２ａに、ピン１３およびガイド溝部１５をそれぞれ設ければよい。

また、第１電池ユニット１０１における１つの側面１０１ａに対して、複数のピン１３を設けることもできる。そして、第２電池ユニット１０２における１つの側面１０２ａに対して、複数のガイド溝部１５を設けることができる。この場合において、複数のピン１３および複数のガイド溝部１５は、互いに対応した位置に設けられることになる。

さらに、本実施例では、第１電池ユニット１０１の両側面１０１ａに設けられる２つピン１３が、Ｘ方向から見たときに、互いに重なるように配置されているが、互いに重ならないように配置することもできる。この場合には、２つのピン１３に対応した２つのガイド溝部１５を、第２電池ユニット１０２の両側面１０２ａに設ければよい。

例えば、図１０に示す第１電池ユニット１０１と、図１１に示す第２電池ユニット１０２とを用いることができる。図１０および図１１において、上述した実施例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。

図１１に示す２つのガイド溝部１５は、図１０に示す２つのピン１３に対応して形成されており、第１電池ユニット１０１を軸部１４の周りで回転させたときのピン１３の移動軌跡に沿うように２つのガイド溝部１５が形成されている。一方のガイド溝部１５は、第２電池ユニット１０２の一端面１０２ｂまで延びており、他方のガイド溝部１５は、第２電池ユニット１０２の上面１０２ｃまで延びている。

一方、電池ユニット１０における２つの側面のうち、一方の側面にピン１３を設け、他方の側面にガイド溝部１５を設けることもできる。この場合には、例えば、図１２に示す２種類の電池ユニット１０３，１０４を用いることができる。図１２において、上述した実施例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ものがある。

図１２において、一方の電池ユニット１０３は、一方の側面（Ｙ−Ｚ平面を構成する）１０３ａにピン１３を有し、他方の側面１０３ａにガイド溝部１５を有している。ガイド溝部１５は、電池ユニット１０３の底面１０３ｂまで延びており、一端１５ａは、電池ユニット１０３の外側に向かって開いている。

他方の電池ユニット１０４は、一方の側面（Ｙ−Ｚ平面を構成する）１０４ａにピン１３を有し、他方の側面１０４ａにガイド溝部１５を有している。ガイド溝部１５は、電池ユニット１０４の一端面（Ｘ−Ｚ平面を構成する）１０４ｂまで延びており、一端１５ａは、電池ユニット１０４の外側に向かって開いている。

図１２に示すように、電池ユニット１０３のピン１３は、電池ユニット１０３を挟む２つの電池ユニット１０４のうち、一方の電池ユニット１０４（図１２の左側に位置する電池ユニット１０４）の側面１０４ａに設けられたガイド溝部１５に挿入される。また、電池ユニット１０３のガイド溝部１５には、他方の電池ユニット１０４（図１２の右側に位置する電池ユニット１０４）の側面１０４ａに設けられたピン１３が挿入される。このように電池ユニット１０３，１０４は、Ｘ方向において、交互に配置される。

図１２に示す構成において、電池ユニット１０３は、軸部１４を中心として矢印Ｒ６の方向に回転させることにより、電池ユニット１０４から取り外すことができる。また、電池ユニット１０４は、軸部１４を中心として矢印Ｒ７の方向に回転させることにより、電池ユニット１０３から取り外すことができる。

また、本実施例のガイド溝部１５は、電池ユニット１０の回転軌跡（円弧）に沿うように形成されているが、これに限るものではない。例えば、電池ユニット１０２の側面１０２ａにおいて、Ｙ方向に直線状に延びる溝領域と、Ｚ方向に直線状に延びる溝領域とを組み合わせて、ガイド溝部を構成することができる。すなわち、Ｙ−Ｚ平面内において、互いに異なる方向に延びる複数の溝領域を組み合わせて、ガイド溝部を構成することができる。この場合においても、ガイド溝部は、電池ユニット１０２の外縁（側面１０２ａの外縁）まで延びており、ガイド溝部の一端は電池ユニット１０２の外側に向かって開いている。

一方、隣り合って配置される２つの電池ユニット１０の間に、スペーサを配置した構成においても、本実施例を適用することができる。ここで、スペーサは、複数の凹凸面を有しており、２つの電池ユニット１０の間に空気の移動通路を形成するために用いられる。スペーサを用いることにより、電池ユニット１０の表面に対して温度調節用の空気を接触させることができる。

スペーサを用いた構成においては、スペーサおよび電池ユニット１０のうち、互いに向かい合う側面（Ｙ−Ｚ平面を構成する）に対して、本実施例で説明したピン１３およびガイド溝部１５を設けることができる。ここで、ピン１３は、スペーサおよび電池ユニット１０のうち一方の部材に設け、ガイド溝部１５は、他方の部材に設ければよい。

本発明の実施例２である電池パックについて説明する。本実施例では、実施例１と異なる点について、主に説明する。また、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、詳細な説明は省略する。

本実施例では、実施例１で説明した電池ユニット１０１，１０２の構造に対して、ピン１３およびガイド溝部１５の形状を変更している。

図１３に示すように、第１電池ユニット１０１のピン１３は、基端部１３ａと、基端部１３ａよりも径が大きい先端部１３ｂとを有しており、基端部１３ａおよび先端部１３ｂは、円柱状に形成されている。基端部１３ａは、第１電池ユニット１０１の側面１０１ａに固定されている。

また、第２電池ユニット１０２のガイド溝部１５は、ピン１３に対応した形状に形成されている。具体的には、ガイド溝部１５は、ピン１３の基端部１３ａをガイドする第１ガイド領域１５ｃと、先端部１３ｂをガイドする第２ガイド領域１５ｄとを有している。

図１４に示すように、第２ガイド領域１５ｄの幅（Ｘ方向の長さ）Ｗは、ガイド溝部１５の一端１５ａにおいて、最も広くなっており、他端１５ｂに向かうにつれて狭くなっている。図１４は、図１３におけるＸ１−Ｘ１の断面図である。第２ガイド領域１５ｄは、ピン１３の先端部１３ｂを挟む２つの面１５ｄ１，１５ｄ２を有している。面１５ｄ１は、第２電池ユニット１０２の側面１０２ａと略平行に形成されている。また、面１５ｄ２は、第２電池ユニット１０２の側面１０２ａに対して傾いており、側面１０２ａからの距離Ｌが互いに異なる部分を有している。言い換えれば、面１５ｄ２は、ガイド溝部１５の一端１５ａから他端１５ｂに向かって、側面１０２ａから離れるようになっている。

本実施例では、第１電池ユニット１０１のピン１３をガイド溝部１５に挿入して、ガイド溝部１５に沿って移動させると、第１電池ユニット１０１の側面１０１ａを第２電池ユニット１０２の側面１０２ａに密接させることができる。すなわち、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２を、Ｘ方向において拘束することができる。また、実施例１と同様に、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２を相対的に回転させるだけで、ピン１３をガイド溝部１５から外すことができ、任意の電池ユニット１０１，１０２だけを容易に取り外すことができる。

なお、本実施例においても、実施例１で説明した変形例を適用することができる。また、基端部１３ａおよび先端部１３ｂの形状は、適宜設定することができる。例えば、Ｘ方向から見たときに、基端部１３ａや先端部１３ｂを矩形状に形成することができる。

本発明の実施例３である電池パックについて説明する。本実施例では、実施例１と異なる点について、主に説明する。また、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、詳細な説明は省略する。

本実施例では、実施例２で説明した構成とは異なる構成によって、電池ユニット１０を拘束するものである。以下、本実施例の特徴部分について、図１５を用いながら具体的に説明する。

第１電池ユニット１０１の上面１０１ｃおよび底面１０１ｄのそれぞれには、上側フランジ１７ａおよび下側フランジ１７ｂが設けられており、各フランジ１７ａ，１７ｂは、Ｙ方向に延びている。なお、不図示であるが、第２電池ユニット１０２の上面および底面にも、第１電池ユニットと同様に、上側フランジおよび下側フランジが設けられている。

第１電池ユニット１０１の下方には、下側支持部材６０が配置される。図１３では、第１電池ユニット１０１の下方に配置される下側支持部材６０だけを示しているが、第１電池ユニット１０１の上方にも、下側支持部材６０と同一構造の上側支持部材（不図示）が配置される。これらの支持部材６０は、第１電池ユニット１０１および第２電池ユニット１０２をＸ方向において拘束するために用いられる。

各支持部材６０には、各電池ユニット１０１に設けられたフランジ１７ａ，１７ｂと係合する複数の凹部（支持部）６０ａが形成されており、複数の凹部６０ａは、電池ユニット１０１，１０２の配列方向（Ｘ方向）において等間隔に配置されている。

電池ユニット１０１のフランジ１７ａ，１７ｂを支持部材６０の凹部６０ａに挿入すると、Ｘ方向で隣り合う電池ユニット１０１，１０２は互いに密接するようになる。すなわち、図１６に示すように、Ｘ方向で隣り合う２つの凹部６０ａの間隔Ｄ１は、これらの凹部６０ａに挿入される電池ユニット１０１，１０２におけるフランジ１７ｂの間隔Ｄ２よりも狭くなっている。

図１６において、間隔Ｄ１は、各凹部６０ａの中央部によって挟まれる距離であり、間隔Ｄ２は、各フランジ１７ｂの中央部によって挟まれる距離である。このように、間隔Ｄ１．Ｄ２を設定することにより、電池ユニット１０１，１０２の側面１０１ａ，１０２ａを互いに密接させることができる。なお、間隔Ｄ１，Ｄ２は、電池ユニット１０１，１０２に与える拘束力に基づいて、適宜設定することができる。

本実施例では、２つの支持部材６０を電池ユニット１０１，１０２から取り外せば、実施例１と同様に、複数の電池ユニット１０１，１０２を並べて配置したままの状態において、任意の電池ユニット１０１，１０２だけを取り外すことができる。例えば、第１電池ユニット１０１の上方に配置された支持部材を取り外し、軸部１４の周りで第１電池ユニット１０１を回転させれば、第１電池ユニット１０１の下側フランジ１７ｂを下側支持部材６０から外すとともに、第１電池ユニット１０１のピン１３と第２電池ユニット１０２のガイド溝部１５との係合を解除することができる。

なお、本実施例では、２つの支持部材６０を用いているが、一方の支持部材６０を用いるだけでもよい。この場合において、他方の支持部材６０に代えて、Ｘ方向に延びるバンド（図１に示すバンド４０に相当する）を用いることができる。

一方、本実施例の変形例について、図１７を用いて説明する。本変形例では、角型の単電池を一方向に並べて配置した構成である。図１７において、上述した実施例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ものがある。

本変形例では、複数の単電池１０５が一方向（Ｘ方向）に並んで配置されている。単電池１０５は、上述した実施例で説明した電池ユニット１０１，１０２の構造と同様の構造を有している。

図１７に示すように、単電池１０５の上面１０５ａには、正極端子１０６ａおよび負極端子１０６ｂが設けられている。また、単電池の両端面（Ｘ−Ｚ平面を構成する）１０５ｂには、端面１０５ｂから突出したフランジ１０７が設けられており、各フランジ１０７は、Ｚ方向に延びている。

各フランジ１０７は、単電池１０５に対してＹ方向の両側に配置される支持部材６１によって支持される。図１７では、一方の支持部材６１だけを示している。他方の支持部材（不図示）は、支持部材６１と同様の構造を有しているが、軸部１４との干渉を避けた位置に配置される。

支持部材６１は、Ｘ方向において等間隔に配置された複数の凹部（支持部）６１ａを有しており、各凹部６１ａには、単電池１０５のフランジ１０７が挿入される。そして、フランジ１０７を凹部６１ａに挿入することにより、本実施例と同様の原理（図１６参照）により、Ｘ方向で隣り合う単電池１０５を密接させることができる。

図１７に示す構成において、２つの支持部材６１を単電池１０５から取り外せば、実施例１で説明した方法により、任意の単電池１０５を取り外すことができる。すなわち、軸部１４を中心に単電池１０５を回転させて、ピン１３およびガイド溝部１５の係合を解除することにより、複数の単電池１０５が一方向に並んで配置されたままの状態において、任意の単電池１０５だけを取り出すことができる。

１：電池パック（蓄電装置） １０：電池ユニット（蓄電素子）
１１：電池モジュール １３：ピン（突起部）
１３ａ：基端部 １３ｂ：先端部
１４：軸部 １５：ガイド溝部
１６：軸受け部 ２０：単電池
３０：バスバーモジュール ６０，６１：支持部材
６０ａ，６１ａ：凹部 １０１：第１電池ユニット（第１の蓄電素子）
１０１ａ：側面（外装面） １０２ａ：側面（外装面）
１０２：第２電池ユニット（第２の蓄電素子）
２００：シート ３００：車両ボディ

Claims (7)

1. 一方向に並んで配置された複数の蓄電素子を有し、
   前記複数の蓄電素子は、
   前記複数の蓄電素子の配列方向と直交する外装面に設けられ、前記配列方向に突出した突起部を有する第１の蓄電素子と、
   前記配列方向と直交する外装面に設けられ、前記突起部が挿入される溝部を有する第２の蓄電素子と、を含んでおり、
   前記溝部は、前記配列方向と直交する面内において、前記突起部を所定経路に沿って移動させ、前記突起部との接触により、前記配列方向を回転軸とした前記第１および第２の蓄電素子の相対的な回転を許容し、
   前記溝部の一端は、前記配列方向から見たときに、前記第２の蓄電素子の外縁部と連なり、前記溝部に対する前記突起部の抜けを許容することを特徴とする蓄電装置。
2. 前記第１および第２の蓄電素子のうち、一方の蓄電素子は、前記回転軸方向に延びる軸部を有し、
   他方の蓄電素子は、前記軸部における一部の外周面と接触し、前記軸部を回転可能に支持する軸受け部を有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記突起部は、前記第１の蓄電素子における前記外装面に接続された基端部と、前記基端部の幅よりも大きい幅を有する先端部とを備えており、
   前記溝部は、前記突起部に沿った形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
4. 前記溝部のうち、前記突起部の前記先端部に対応した領域は、前記突起部が前記溝部の一端側から他端側に向かって移動することに応じて、前記溝部が設けられた前記外装面から離れる方向に前記先端部を移動させることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
5. 前記第１および第２の蓄電素子は、前記配列方向と直交する方向に突出したフランジ部を有し、
   前記各フランジ部が挿入される凹状の支持部を、前記配列方向において複数有する支持部材を備えており、
   前記配列方向において隣り合う２つの前記支持部は、前記第１および第２の蓄電素子における前記フランジ部が挿入された状態において、前記第１および第２の蓄電素子を互いに密接させる方向に変位させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の蓄電装置。
6. 前記支持部材は、前記配列方向と直交する面内において、前記各蓄電素子を挟む位置に配置されることを特徴とする請求項５に記載の蓄電装置。
7. 前記蓄電装置は、車両に搭載され、前記車両の走行に用いられるエネルギを出力することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
   

Images